JP4247978B2 - Rotating anode type X-ray tube device - Google Patents

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この発明は、回転陽極型X線管及びその製造方法に関するものであり、特に、液体金属潤滑剤を使用した動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型X線管において、悪環境下においても液体金属潤滑材の漏出を防止でき、このために回転陽極型X線管の製造工程が簡略化できるとともに信頼性を高めるように改良された回転機構に関する。   The present invention relates to a rotary anode X-ray tube and a method for manufacturing the same, and more particularly to a rotary anode X-ray tube using a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal lubricant, and a liquid metal even under adverse conditions. The present invention relates to a rotation mechanism that can prevent leakage of a lubricant and, for this reason, can simplify the manufacturing process of a rotary anode X-ray tube and improve reliability.

回転陽極型X線管は、周知のように、軸受部を有する回転体及び固定体で円板状のX線ターゲットを回転自在に支え、真空容器外に配置したステータの電磁コイルを付勢してX線ターゲットを高速度で回転させながら、陰極から放出されて加速された電子をX線ターゲット面上に照射してX線を放射させるようになっている。軸受部は、ボールベアリングのような転がり軸受や、軸受面にらせん溝を形成するとともにガリウム(Ga),又はガリウム-インジウム-錫(Ga−In−Sn)合金のような液体金属潤滑剤を軸受隙間に満たした動圧式すべり軸受を用いて構成される。後者のすべり軸受を用いた例は、例えば特公昭60−21463号、特開昭60−97536号、特開昭62−287555号、特開平2−227947号、USP5068885号、特開平2−244545号、USP5077776号、特開平2−227948号、特開平5−13028号、或いは特開2001−325908号の各公報等に開示されている。   As is well known, a rotary anode type X-ray tube supports a disk-shaped X-ray target rotatably by a rotating body and a fixed body having a bearing portion, and energizes an electromagnetic coil of a stator disposed outside a vacuum vessel. Then, while rotating the X-ray target at a high speed, the X-ray target surface is irradiated with electrons emitted from the cathode and accelerated to emit X-rays. The bearing portion is a rolling bearing such as a ball bearing, or a helical groove formed on the bearing surface and a liquid metal lubricant such as gallium (Ga) or gallium-indium-tin (Ga-In-Sn) alloy. It is constructed using a hydrodynamic slide bearing filled in the gap. Examples of using the latter sliding bearing are, for example, JP-B-60-21463, JP-A-60-97536, JP-A-62-287555, JP-A-2-227947, USP5068885, JP-A-2-244545. US Pat. No. 5,077,776, JP-A-2-227948, JP-A-5-13028, or JP-A-2001-325908.

液体金属潤滑剤を用いた動圧式すべり軸受を有する回転陽極型X線管は、動作中に3000rpm乃至9000rpm程度の高速度で回転体が回転するとともに、不特定の方向に回転軸が変化する場合が少なくない。その際、回転陽極型X線管の管軸がどのような方向になっても、前記らせん溝を有する動圧式すべり軸受部に常に過不足なく液体金属潤滑剤が供給されるとともに液体金属潤滑剤が真空空間内に漏出するのを防止する必要がある。   A rotating anode type X-ray tube having a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal lubricant has a rotating body rotating at a high speed of about 3000 rpm to 9000 rpm during operation, and the rotation axis changes in an unspecified direction. There are many. At that time, no matter what direction the tube axis of the rotary anode X-ray tube is, the liquid metal lubricant is always supplied to the hydrodynamic slide bearing portion having the spiral groove without excess or deficiency. Need to be prevented from leaking into the vacuum space.

従来知られている回転陽極型X線管においては、例えば特開平5−13028号公報に開示されているように、柱状固定体の中心部に形成した細長い穴で液体金属潤滑剤の貯蔵室を構成し、この液体金属潤滑剤の貯蔵室から軸受部に向って放射状に伸びた潤滑剤通路を介して動圧式すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給した例がある。この構成では、潤滑剤貯蔵室から軸受部への潤滑剤通路の長さが不所望に長くなり、回転陽極型X線管の姿勢如何ではすべり軸受の特定部分への液体金属潤滑剤の供給が行われにくい場合があるとともに、内部で出てきた気体が排気され難いという問題がある。   In a conventionally known rotary anode type X-ray tube, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-13028, a storage chamber for a liquid metal lubricant is formed by an elongated hole formed in the center of a columnar fixed body. There is an example in which the liquid metal lubricant is supplied to the hydrodynamic slide bearing through a lubricant passage that is configured and radially extends from the storage chamber of the liquid metal lubricant toward the bearing portion. In this configuration, the length of the lubricant passage from the lubricant storage chamber to the bearing portion is undesirably increased, and depending on the position of the rotary anode X-ray tube, the supply of the liquid metal lubricant to a specific portion of the slide bearing is prevented. There are cases where it is difficult to carry out, and there is a problem that the gas that has come out inside is difficult to exhaust.

この回転機構の構造では潤滑剤貯蔵室が固定体の内部に設けられており、各動圧式すべり軸受は真空空間と直接には通じておらず、液体金属潤滑剤に気体が含まれていて高温度になって膨張した場合には内部の液体金属潤滑剤で閉じられて高圧力になって回転体が静止したときに液体金属潤滑剤が噴出することがある。これを避ける為に回転機構を特別な処理をして組立てる必要があった。例えば、特開平6−176720号公報には、回転機構の組立を真空環境下で行う必要があり、液体金属潤滑剤の充填量は、真空容器内空間に最も近いらせん溝すべり軸受部の端部から他の軸受部側の液体金属潤滑剤が流動し得る内部空間の70%を上限とする必要があることが開示されている。これは、真空容器内空間に最も近いらせん溝すべり軸受部によって気体通路が閉ざされる為に内部の気体が膨張するのを許容する空間を大きくする必要があることを示している。   In this rotating mechanism structure, the lubricant storage chamber is provided inside the fixed body, and each dynamic pressure type slide bearing does not communicate directly with the vacuum space. In the case of expansion due to temperature, the liquid metal lubricant may be ejected when the rotating body is closed by being closed by the internal liquid metal lubricant and becoming a high pressure. In order to avoid this, it was necessary to assemble the rotating mechanism with a special treatment. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-176720, it is necessary to assemble a rotating mechanism in a vacuum environment, and the filling amount of the liquid metal lubricant is the end of the spiral groove sliding bearing portion closest to the space inside the vacuum vessel. Therefore, it is disclosed that the upper limit of 70% of the internal space in which the liquid metal lubricant on the other bearing side can flow is disclosed. This indicates that it is necessary to enlarge the space allowing the internal gas to expand because the gas passage is closed by the spiral groove sliding bearing portion closest to the space inside the vacuum vessel.

液体金属潤滑剤が真空容器の内部空間に漏出するのを防止する為に他の工夫が成されている。例えば、特開平4―363845号公報には、すべり軸受部が真空容器の内部空間に通じる終端付近に容積の大きい空洞が設けられ、この空間において液体金属潤滑剤に含まれていた気体を分離し、この空洞から真空容器の内部空間に至る途中に液体金属潤滑剤の通過を抑制するための潤滑剤漏出防止手段を設けることが開示されている。また、前記潤滑剤漏出防止手段は液体金属潤滑剤で濡れない表面材料を有して構成されていることや、回転体の内周壁に形成されたポンプ用らせん溝を有していることも開示されている。これらの工夫が必要なのは、真空容器の内部空間に通じる経路に最も近い位置に設けられたすべり軸受が前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受であることが原因している。又、これらの工夫は液体金属潤滑剤がこの動圧式すべり軸受よりも真空空間に近い部分でのみ行われているので液体金属潤滑剤の漏出に対して非可逆的である。   Other measures have been made to prevent the liquid metal lubricant from leaking into the internal space of the vacuum vessel. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-363845, a cavity having a large volume is provided in the vicinity of the end where the slide bearing portion communicates with the internal space of the vacuum vessel, and the gas contained in the liquid metal lubricant is separated in this space. In addition, it is disclosed that a lubricant leakage preventing means for suppressing the passage of the liquid metal lubricant is provided on the way from the cavity to the internal space of the vacuum vessel. Further, it is also disclosed that the lubricant leakage preventing means has a surface material that does not get wet with the liquid metal lubricant, and has a pump spiral groove formed on the inner peripheral wall of the rotating body. Has been. The reason why these devices are required is that the slide bearing provided at a position closest to the path leading to the internal space of the vacuum vessel is a hydrodynamic slide bearing that substantially supports the rotating body. Further, these devices are irreversible with respect to leakage of the liquid metal lubricant because the liquid metal lubricant is performed only in a portion closer to the vacuum space than the hydrodynamic slide bearing.

液体金属潤滑剤が真空容器の内部空間に漏出するのを防止する為に他の工夫が成されている。例えば、特開平4−144046号公報には、回転体の開口部近傍に固定体の径小部を設け、この径小部及びこれを包囲する開口部閉塞体の間に液体金属潤滑剤をすべり軸受部の方向に押しやるポンプが構成されている例が開示されている。又、特開2002−245958号公報にも同様の回転機構が記載されている。しかしながら、これらの工夫では、真空容器の内部空間に通じる経路に最も近い位置に設けられたすべり軸受及び放射状に設けられた潤滑剤通路内の液体金属潤滑剤によって液体金属潤滑剤の移動及び気体の移動が制限されている為に、回転機構の内部において多量の気体が含まれている場合にはこの気体の膨張によって回転機構の内部が高圧力になり、この高圧力によって最も外側のすべり軸受より外側に多量の液体金属潤滑剤が押出されることがある。この液体金属潤滑剤の体積が一定値以上になればそれを超えた分の液体金属潤滑剤は開口部閉塞体の外部に押出される。更に、特開平4−144046号公報に記載されているような、最も外側のすべり軸受よりも外側に設けられた放射状の通路が気体のみを通過するようになっている場合には、最も外側のすべり軸受から一旦押出された液体金属潤滑剤は回転機構内の元のすべり軸受まで戻ることができず、回転機構全体としては液体金属潤滑剤の非可逆的な通路が構成されているにすぎない。特開2002−245958号公報に記載された例のように最も外側のすべり軸受より外側に回転機構の内部に通じる通路が無い場合も同様である。逆に、特開平4−144046号公報に記載されているような、最も外側のすべり軸受よりも外側に設けられた前記放射状の通路が液体金属潤滑剤を通過するようになっている場合には、この通路から多量の液体金属潤滑剤が漏出することがある。いずれにしても、これらの工夫は、回転機構の内部が高真空に維持されている場合にのみ有効であり、製造時に前記のような特殊な工程や特殊な設備が必要であると考えられる。   Other measures have been made to prevent the liquid metal lubricant from leaking into the internal space of the vacuum vessel. For example, in JP-A-4-144046, a small diameter portion of a fixed body is provided in the vicinity of an opening of a rotating body, and a liquid metal lubricant is slid between the small diameter portion and an opening closing body surrounding the small diameter portion. An example in which a pump that pushes in the direction of the bearing portion is configured is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-245958 also describes a similar rotating mechanism. However, in these devices, the movement of the liquid metal lubricant and the gas flow are performed by the slide bearing provided in the position closest to the path leading to the internal space of the vacuum vessel and the liquid metal lubricant in the lubricant passage provided radially. Since the movement is restricted, if a large amount of gas is contained inside the rotating mechanism, the inside of the rotating mechanism becomes a high pressure due to the expansion of this gas, and this high pressure causes a higher pressure than the outermost slide bearing. A large amount of liquid metal lubricant may be extruded on the outside. When the volume of the liquid metal lubricant reaches a certain value or more, the liquid metal lubricant in excess is pushed out of the opening blockage. Furthermore, when the radial passage provided outside the outermost slide bearing as described in JP-A-4-144046 is designed to pass only gas, the outermost The liquid metal lubricant once pushed out of the slide bearing cannot return to the original slide bearing in the rotation mechanism, and the rotation mechanism as a whole only forms an irreversible passage for the liquid metal lubricant. . The same applies to the case where there is no passage leading to the inside of the rotation mechanism outside the outermost slide bearing as in the example described in JP-A-2002-245958. On the contrary, when the radial passage provided outside the outermost slide bearing as described in JP-A-4-144046 passes through the liquid metal lubricant. A large amount of liquid metal lubricant may leak from this passage. In any case, these devices are effective only when the inside of the rotation mechanism is maintained at a high vacuum, and it is considered that the special process and special equipment as described above are necessary at the time of manufacture.

このような工夫をしても液体金属潤滑剤が真空容器の内部空間に漏出する可能性があり、これを防止する為に他の努力が成されている。例えば、特開平5−13029号公報には、すべり軸受部から真空容器の内側空間に通じる開口を包囲してジャケットが回転体又は固定体の少なくとも一方に取り付けられ、前記ジャケットの内側に空洞が形成されている例が開示されている。同様に、特開平6−325706号公報には、動圧すべり軸受間隙と真空容器の内側空間とを繋ぐ空間的通路の壁面を液体金属潤滑剤で濡れない面とし、この潤滑剤で濡れない面で構成される空間的通路の途中に、この通路を通って漏出する潤滑剤を補足する少なくとも1つのトラップ空洞が設けられた例が開示されている。これらの例では、すべり軸受部から真空容器の内側空間に通じる開口を出てきた液体金属を前記ジャケット内の空洞又は前記トラップ空洞内に閉じ込めて前記真空容器の内側空間に液体金属潤滑剤が到達しないことを期待している。   Even if such a device is devised, the liquid metal lubricant may leak into the internal space of the vacuum vessel, and other efforts have been made to prevent this. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-13029, a jacket is attached to at least one of a rotating body and a fixed body so as to surround an opening that leads from a sliding bearing portion to an inner space of a vacuum vessel, and a cavity is formed inside the jacket. Examples have been disclosed. Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-325706 discloses that a surface of a spatial passage that connects a hydrodynamic slide bearing gap and an inner space of a vacuum vessel is a surface that is not wetted by a liquid metal lubricant, and a surface that is not wetted by this lubricant. An example is disclosed in which at least one trap cavity for supplementing a lubricant leaking through the passage is provided in the middle of the spatial passage constituted by: In these examples, the liquid metal that has come out of the opening that leads from the sliding bearing portion to the inner space of the vacuum vessel is confined in the cavity in the jacket or the trap cavity, and the liquid metal lubricant reaches the inner space of the vacuum vessel. Hope not to.

又、特開平2−244545号公報には、軸受を真空領域に連通させる開口領域が形成される面に金又はその他の貴金属の物質を含みかつ、液体金属潤滑剤によって濡らされるようになっており、前記開口領域から漏出した液体金属潤滑剤を付着させて前記真空領域に到達しないようにすることが開示されている。更に、USP5654999号公報には、液体金属平面軸受と分離して設けられたロータの内側部分に少なくとも1個の環状の溝を設け、この溝は液体金属潤滑剤を前記ロータの回転中の遠心力によって液体金属潤滑剤を前記軸受ギャップから前記ロータの前記環状溝内に流れ込ませてその中に保持するようにした例が開示されている。これらはいずれも軸受部から出てしまった液体金属潤滑剤が前記真空空間に至らないようにする為の工夫である。これらでは、液体金属潤滑剤が保持されることを期待されている部位が真空空間に直接通じている為に安全とは言えない。   Japanese Patent Laid-Open No. 2-244545 discloses that a surface on which an opening region for communicating a bearing with a vacuum region is formed contains a gold or other noble metal substance and is wetted by a liquid metal lubricant. It is disclosed that the liquid metal lubricant leaking from the opening region is adhered so as not to reach the vacuum region. Further, in US Pat. No. 5,654,999, at least one annular groove is provided in an inner portion of a rotor provided separately from a liquid metal flat bearing, and this groove is used to apply liquid metal lubricant to centrifugal force during rotation of the rotor. Discloses an example in which a liquid metal lubricant flows from the bearing gap into the annular groove of the rotor and is held therein. These are all devices for preventing the liquid metal lubricant that has come out of the bearing portion from reaching the vacuum space. These are not safe because the part where the liquid metal lubricant is expected to be held leads directly to the vacuum space.

上記のような工夫をしても、前記軸受部から前記真空空間に至る経路に漏出する液体金属潤滑剤の漏出を最小限に抑制する必要があり、これらのX線管の製造工程において特別な工程が必要であった。例えば特開平5−290734号公報には、すべり軸受部から真空容器の内部空間に通じる隙間の少なくとも一部が、回転体を回転させない状態での液体金属潤滑剤の喫水線よりも上方にある姿勢で排気する工程を含む必要があることが開示されている。又、特開平8−111194号公報や特開2002−245958号公報には、回転陽極型X線管の管軸の方向を鉛直方向にして排気する工程と、水平方向にして排気することが必要である旨の開示がある。更に、USP5668849号公報には製造途中におけるこのような姿勢の変更を繰り返す必要がある旨の開示もある。これを実現する為には排気工程中に回転陽極型X線管の姿勢を変えられる排気設備が必要であり、設備費が高価となる。   Even with the above-described devices, it is necessary to minimize leakage of the liquid metal lubricant that leaks from the bearing portion to the path leading to the vacuum space. A process was required. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-290734 discloses a posture in which at least a part of a gap from the sliding bearing portion to the internal space of the vacuum vessel is above the waterline of the liquid metal lubricant in a state where the rotating body is not rotated. It is disclosed that it is necessary to include an exhausting step. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-111194 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-245958 require a step of exhausting the tube axis of the rotary anode X-ray tube in the vertical direction, and an exhaust in the horizontal direction. There is a disclosure to the effect. Further, US Pat. No. 5,668,849 also discloses that it is necessary to repeat such a change in posture during the manufacturing process. In order to realize this, an exhaust equipment capable of changing the attitude of the rotary anode type X-ray tube during the exhaust process is required, and the equipment cost becomes expensive.

このように、回転陽極型X線管の製造工程に特別な制限が必要であった主な原因は、上記それぞれの工夫は軸受部分から漏出してしまった液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達するのを防止することであって、軸受部から漏出すること自体に対する解決策を得ることではなかったことによると考えられる。
特公昭60−21463号公報 特開昭60−97536号公報 特開昭62−287555号公報 特開平2−227947号公報 特開平2−244545号公報 特開平2−227948号公報 特開平4−144046号公報 特開平4−363845号公報 特開平5−12997号公報 特開平5−13028号公報 特開平5−13029号公報 特開平5−290734号公報 特開平5−290771号公報 特開平6−13007号公報 特開平6−176720号公報 特開平6−325706号公報 特開平8−111194号公報 特開平9−35633号公報 特開平11−213927号公報 特開2001−189143号公報 特開2001−325908号公報 特開2002−184334号公報 特開2002−245958号公報 USP5068885号公報 USP5077775号公報 USP5077776号公報 USP5189688号公報 USP5195119号公報 USP5298293号公報 USP5384819号公報 USP5583907号公報 USP5654999号公報 USP5668849号公報 USP6477232B2号公報 USP6477236B1号公報 USP6546078B2号公報
As described above, the main reason why the manufacturing process of the rotary anode X-ray tube had to be specially limited is that the liquid metal lubricant leaked from the bearing portion reaches the vacuum space. This is considered to be because it was not to obtain a solution to the leakage from the bearing part itself.
Japanese Patent Publication No. 60-21463 JP-A-60-97536 JP-A-62-287555 JP-A-2-227947 JP-A-2-244545 JP-A-2-227948 Japanese Patent Laid-Open No. 4-144046 JP-A-4-363845 Japanese Patent Laid-Open No. 5-12997 Japanese Patent Laid-Open No. 5-13028 Japanese Patent Laid-Open No. 5-13029 Japanese Patent Laid-Open No. 5-290734 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-290771 Japanese Patent Laid-Open No. 6-13007 JP-A-6-176720 JP-A-6-325706 Japanese Patent Laid-Open No. 8-111194 Japanese Patent Laid-Open No. 9-35633 JP-A-11-213927 JP 2001-189143 A JP 2001-325908 A JP 2002-184334 A JP 2002-245958 A USP 5068885 US Pat. No. 5,077,775 USP 5077776 US Pat. No. 5,189,688 US Pat. No. 5,195,119 US Pat. No. 5,298,293 US Pat. No. 5,384,819 US Pat. No. 5,583,907 US Pat. No. 5,654,999 US Pat. No. 5,668,849 USP 6477232B2 publication USP 6477236B1 USP 6546078 B2 publication

解決しようとする課題は、液体金属を潤滑剤とするすべり軸受を用いた回転陽極型X線管において軸受部分に気体が含まれていてもその排気に際して液体金属潤滑剤を漏出させない構造の回転機構を採用して、この回転陽極型X線管を製造するにあたって回転陽極型X線管の組立工程や排気工程において付加的な工程や特別な設備を必要とせずに容易に短時間で且つ安定して製造できるとともに、製造された回転陽極型X線管の信頼性が高くできるように改善した回転陽極型X線管及び回転陽極型X線管装置を提供することである。   A problem to be solved is a rotating mechanism having a structure in which a liquid metal lubricant is not leaked when exhausting even if a gas is contained in a bearing portion in a rotary anode type X-ray tube using a slide bearing using a liquid metal as a lubricant. In manufacturing this rotary anode X-ray tube, it can be easily and quickly made stable without the need for additional processes or special equipment in the assembly process or exhaust process of the rotary anode X-ray tube. It is an object of the present invention to provide a rotary anode X-ray tube and a rotary anode X-ray tube apparatus which can be manufactured in an improved manner and improved so that the reliability of the manufactured rotary anode X-ray tube can be increased.

本発明は、液体金属を潤滑剤とするすべり軸受を用いた回転陽極型X線管の回転機構内において、回転軸に沿った方向及び回転軸に直角な方向に回転体を実質的に軸支するすべり軸受の他に、液体金属潤滑剤をこれらのすべり軸受に供給するとともに、液体金属潤滑剤が軸受部分から出てゆくこと自体を防止する為の補助的なすべり軸受を設けている。この補助的なすべり軸受はいかなる状況下でも一定以上の大きさの軸受隙間が確保されるとともに、通常には液体金属潤滑剤で満たされていない隙間があり、一部分のみに液体金属潤滑剤が保たれている。この補助的なすべり軸受内の液体金属潤滑剤はその量が動作条件によって増減するようになっており、回転体が回転しているときに液体金属潤滑剤を押し出そうとする圧力が増加すると液体金属潤滑剤の量が増加してこの圧力に対抗できる大きさの反対方向の圧力を生じるようになっている。回転体が静止している時には補助的なすべり軸受内の液体金属潤滑剤の量が少なく、その移動が容易に行われて液体金属潤滑剤の内部に含まれていた気体が高圧力化しない状態で外部に排気できるように成っている。   The present invention substantially supports a rotating body in a direction along a rotation axis and a direction perpendicular to the rotation axis in a rotation mechanism of a rotary anode X-ray tube using a slide bearing using a liquid metal as a lubricant. In addition to the sliding bearings, a liquid metal lubricant is supplied to these sliding bearings, and an auxiliary sliding bearing for preventing the liquid metal lubricant from leaving the bearing portion is provided. This auxiliary sliding bearing ensures a bearing gap of a certain size or larger under any circumstances, and usually has a gap not filled with the liquid metal lubricant, and the liquid metal lubricant is retained only in a part. I'm leaning. The amount of the liquid metal lubricant in the auxiliary sliding bearing increases or decreases depending on the operating conditions, and when the pressure to push out the liquid metal lubricant increases when the rotating body rotates. The amount of liquid metal lubricant is increased to produce a pressure in the opposite direction that is large enough to counter this pressure. When the rotating body is stationary, the amount of liquid metal lubricant in the auxiliary slide bearing is small, and the movement is easy, and the gas contained in the liquid metal lubricant does not increase in pressure. It can be exhausted outside.

先ず、すべり軸受構造の工夫について述べる。液体金属を潤滑剤とする動圧式すべり軸受の両側にこのすべり軸受と全周囲で連通した環状リザーバを設け、各々の環状リザーバをこのすべり軸受を通らないとともに径方向に屈曲した部分を含まないようにして設けられた多数の潤滑剤通路で連結しており、これらに独立した多数の閉じた循環路の機能を持たせている。この環状リザーバは、固定体の表面から径方向に深く削り取られた環状の深溝と、固定体の表面と微小な隙間をもって対向した回転体の表面とで囲まれてこの内部に液体金属潤滑剤が供給されて成り立っている。本発明に於ける環状リザーバは、この中には液体金属潤滑剤が占めていない空間も含まれており、液体金属潤滑剤と気体との置換も容易に行えるようになったものであり、この分野で従来用いられていた所謂リザーバの概念に限定されるものではない。上記の閉じた循環路は、液体金属潤滑剤を全周囲ですべり軸受に供給し易くするのと、液体金属潤滑剤に含まれる気体を閉じた循環路内で分離するのに役立っている。この環状リザーバと潤滑剤通路は十分に大きな断面を持っており、この中での毛細管効果は無視できる程度であり、液体金属潤滑剤の移動や気体との置換は容易に行えるようになっている。前記の環状リザーバや潤滑剤通路を含む回転機構の中には液体金属潤滑剤で満たされていない空間が設けてあり、この部分における気体の移動を邪魔されないようになっている。回転体が水平の姿勢で静止している場合には、どこかの場所で気体が生じてもこの気体の圧力がある程度高まればこの気体は一部の液体金属潤滑剤を押しやり又は液体金属潤滑剤と置換されて前記環状リザーバに到達してこの気体が上方に浮上する。この際に、前記環状リザーバ内には気体の浮上を阻止する構造物が存在せず、回転機構の上方に位置して形成されたこのような空間は回転機構を縦断して分布するようにできている。   First, the device of the sliding bearing structure will be described. An annular reservoir is provided on both sides of the hydrodynamic slide bearing that uses liquid metal as a lubricant. The annular reservoir communicates with the entire circumference of the slide bearing so that each annular reservoir does not pass through the slide bearing and does not include a portion that is bent in the radial direction. Are connected by a large number of lubricant passages provided as described above, and have a function of a large number of independent closed circulation paths. The annular reservoir is surrounded by an annular deep groove that is deeply cut in the radial direction from the surface of the fixed body, and the surface of the rotating body that is opposed to the surface of the fixed body with a minute gap. It consists of being supplied. The annular reservoir in the present invention includes a space that is not occupied by the liquid metal lubricant, and the liquid metal lubricant and gas can be easily replaced. It is not limited to the so-called reservoir concept conventionally used in the field. The closed circuit described above serves to facilitate the supply of the liquid metal lubricant to the slide bearing around the entire circumference and to separate the gas contained in the liquid metal lubricant in the closed circuit. The annular reservoir and the lubricant passage have a sufficiently large cross section, and the capillary effect in this is negligible, and the movement of the liquid metal lubricant and the replacement with gas can be easily performed. . In the rotating mechanism including the annular reservoir and the lubricant passage, a space not filled with the liquid metal lubricant is provided, and the movement of gas in this portion is not obstructed. When the rotating body is stationary in a horizontal position, even if gas is generated somewhere, if the pressure of this gas increases to some extent, this gas pushes some liquid metal lubricant or liquid metal lubrication. It is replaced with an agent and reaches the annular reservoir, and this gas floats upward. At this time, there is no structure for preventing the gas from floating in the annular reservoir, and such a space formed above the rotating mechanism can be distributed by cutting the rotating mechanism vertically. ing.

上記のような軸受構造では、軸受部分で気体の分離が容易に行えるが、前記端部開口に近い位置に多量の液体金属潤滑剤を内蔵した環状リザーバが設けられているので、ここからの液体金属潤滑剤の漏出を防止する必要がある。これは、以下のようにして達成されている。前記回転体の終端部には真空空間に通じる端部開口がある。この端部開口に最も近い位置にある環状リザーバよりも前記端部開口に向う側に、表面張力で液体金属潤滑剤の通過を阻止する環状禁止帯が設けられている。この環状禁止帯よりも更に前記端部開口に向う側に補助的なすべり軸受が設けられている。環状禁止帯は、回転体と固定体の間で微小な隙間を保って対向しており液体金属潤滑剤で濡れない一対の面から成っている。前記補助的なすべり軸受は、回転体と固定体の間で微小な隙間を保って対向しており液体金属潤滑剤で濡れた一対の表面と、少なくとも一方の表面に設けられたらせん溝と、この中に存在する液体金属潤滑剤から成り立っている。この液体金属潤滑剤は前記環状リザーバを含む他の部分にある液体金属潤滑剤とは前記環状禁止帯で通常は分離されている。回転体が静止しているときに、回転機構内の前記空間の圧力がある程度高くなると、この分離された液体金属潤滑剤を外方向に押しやり、このときに液体金属潤滑剤の環の一部分が切断されて前記の空間と外部空間とを結ぶ気体通路が臨時に生じて外部に気体が排出される。この場合、補助的なすべり軸受内に在る液体金属潤滑剤量が少ないのでこの軸受の外部にはみ出すことは無い。 In the bearing structure as described above, gas can be easily separated at the bearing portion. However, since an annular reservoir containing a large amount of liquid metal lubricant is provided at a position near the end opening, the liquid from here It is necessary to prevent leakage of the metal lubricant. This is achieved as follows. The end of the rotating body has an end opening leading to a vacuum space. An annular forbidden band for preventing the passage of the liquid metal lubricant by surface tension is provided on the side closer to the end opening than the annular reservoir located closest to the end opening. An auxiliary sliding bearing is provided further on the side facing the end opening than the annular forbidden band. The annular forbidden band is formed of a pair of surfaces that are opposed to each other with a minute gap between the rotating body and the fixed body and are not wetted with the liquid metal lubricant. The auxiliary sliding bearing is opposed to the rotating body and the stationary body with a minute gap therebetween and wetted with a liquid metal lubricant, and a spiral groove provided on at least one surface, It consists of a liquid metal lubricant present in this. The liquid metal lubricant is normally separated from the liquid metal lubricant in other parts including the annular reservoir by the annular forbidden band. When the pressure in the space in the rotating mechanism is increased to some extent when the rotating body is stationary, the separated liquid metal lubricant is pushed outward, and at this time, a part of the ring of the liquid metal lubricant is The gas passage which cut | disconnects and connects the said space and external space arises temporarily, and gas is discharged | emitted outside. In this case, the liquid metal lubricant located in an auxiliary sliding the bearing will not protrude to the outside of the bearing because the amount is small.

予期しない理由によって液体金属潤滑剤が前記補助的なすべり軸受よりも真空空間に通じる経路に移動した場合には、この液体金属潤滑剤は帰還手段によって前記補助的なすべり軸受に戻されるようになっている。前記補助的なすべり軸受内の液体金属潤滑剤が増加すれば前記の環状禁止帯を経由して前記環状リザーバに戻される。更に予期しない理由によって帰還されずに前記真空空間に通じる経路を更に進行した液体金属潤滑剤は回転体内に設けられた閉空間内に閉じ込めるようになっている。以上に述べた工夫をしているので、回転機構内や液体金属潤滑剤内に気体が含まれていても液体金属潤滑剤の漏出に関して特別の配慮が不要となり、気体を容易に排気できるので前記の課題は解決されている。本発明において採用されているより具体的な課題解決手段は以下のとおりである。   If the liquid metal lubricant moves to a path leading to the vacuum space rather than the auxiliary slide bearing for an unexpected reason, the liquid metal lubricant is returned to the auxiliary slide bearing by the feedback means. ing. If the liquid metal lubricant in the auxiliary sliding bearing increases, it is returned to the annular reservoir via the annular forbidden band. Further, the liquid metal lubricant that has further advanced the path leading to the vacuum space without being returned for an unexpected reason is confined in a closed space provided in the rotating body. Since the device described above has been devised, even if gas is contained in the rotating mechanism or in the liquid metal lubricant, no special consideration is required regarding leakage of the liquid metal lubricant, and the gas can be easily exhausted, so that The problem has been solved. More specific problem-solving means employed in the present invention are as follows.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、これら固定体と回転体との嵌合部に設けられたらせん溝とこの中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、前記動圧式すべり軸受には前記中心軸に沿った方向に圧力を生じる一対のスラスト軸受と前記中心軸に直角な方向に圧力を生じる3個のラジアル軸受とが含まれており、これらの3個のラジアル軸受には補助的なラジアル軸受が含まれており、この補助的なラジアル軸受は、ラジアル軸受用のらせん溝が設けられた表面部分とこの表面部分に隙間を有して対向した表面部分とを含み、これらの表面部分の隙間内には液体金属潤滑剤が通常に占めている領域と液体金属潤滑剤が通常には占めていない領域とがあり、これらの領域の容積比率は経時的に一定でないことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記一対のスラスト軸受と、前記補助的なラジアル軸受を除く2個のラジアル軸受とで実質的に軸支されており、回転特性は実質的にこれらの動圧式すべり軸受で決められており、前記補助的なラジアル軸受は回転特性には実質的に関与せずに他の動圧式すべり軸受への液体金属潤滑剤の供給と、回転機構の内部から回転機構の外部に向って液体金属潤滑剤が漏出するのを防止する役割を負っている。前記補助的なラジアル軸受内には通常には液体金属潤滑剤で満たされていない部分が大きな割合を占めており、発生する圧力は通常は大きくない。前記回転体が回転しているときに前記補助的なラジアル軸受内に液体金属潤滑剤が押込まれると、この押込む圧力に対抗する圧力を生じる方向にらせん溝が設けられていて、この領域に液体金属潤滑剤が侵入すると反対方向の圧力がバランスしてそれ以上液体金属潤滑剤の境界が移動しなくなる。このようにして液体金属潤滑剤が押し出されるのが防止される。前記回転体が静止しているときには前記補助的なラジアル軸受内に液体金属潤滑剤が占めない空間が大きな割合を占めているので液体金属潤滑剤が内部の気体の膨張等で移動させられても前記補助的なラジアル軸受のらせん溝が設けられた領域から押し出される前に自ら破断して気体通路ができ、気体は排気される。このようにして前記補助的なラジアル軸受が液体金属潤滑剤の分布を自動的に適正化する。 One aspect of the present invention is a vacuum container that defines a vacuum space, and a substantially cylindrical shape that is mechanically supported by a part of the vacuum container and protrudes into or penetrates the vacuum container. a fixed body having a central axis in the rotating body X-ray target and a portion comprising a coaxially fitted to the substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body is mounted coaxially And a rotary anode type X-ray tube comprising a spiral groove provided in a fitting portion between the fixed body and the rotating body and a hydrodynamic slide bearing having a liquid metal lubricant filled therein. There is an end opening that is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the body and the surface of the terminal end of the rotating body face each other, and the hydrodynamic slide bearing has a direction along the central axis. A pair of thrust bearings producing pressure And three radial bearings that generate pressure in a direction perpendicular to the central axis, and these three radial bearings include auxiliary radial bearings. A surface portion provided with a spiral groove for a radial bearing and a surface portion facing this surface portion with a gap therebetween, and the liquid metal lubricant normally occupies the gap between these surface portions. There is a region and a region not normally occupied by the liquid metal lubricant, and the volume ratio of these regions is a rotating anode type X-ray tube characterized by being not constant over time. In this rotary anode type X-ray tube, the rotating body is substantially pivotally supported by the pair of thrust bearings and two radial bearings excluding the auxiliary radial bearing, and the rotational characteristics are substantially These hydrodynamic slide bearings are determined, and the auxiliary radial bearing has substantially no influence on the rotational characteristics, and supplies liquid metal lubricant to other hydrodynamic slide bearings, and the internal structure of the rotary mechanism. This prevents the liquid metal lubricant from leaking out of the rotary mechanism toward the outside. In the auxiliary radial bearing, a portion not usually filled with the liquid metal lubricant occupies a large proportion, and the generated pressure is usually not large. When the liquid metal lubricant is pushed into the auxiliary radial bearing while the rotating body is rotating, a spiral groove is provided in a direction to generate a pressure against the pushing pressure. When the liquid metal lubricant enters the pressure, the pressure in the opposite direction is balanced and the boundary of the liquid metal lubricant no longer moves. In this way, the liquid metal lubricant is prevented from being extruded. When the rotating body is stationary, the space that is not occupied by the liquid metal lubricant occupies a large proportion in the auxiliary radial bearing. Therefore, even if the liquid metal lubricant is moved by expansion of the gas inside the rotor, etc. Before being pushed out from the region where the spiral groove of the auxiliary radial bearing is provided, it is broken by itself to form a gas passage, and the gas is exhausted. In this way, the auxiliary radial bearing automatically optimizes the distribution of the liquid metal lubricant.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、これら固定体と回転体との嵌合部に設けられたらせん溝とこの中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、前記動圧式すべり軸受には前記中心軸に沿った方向に圧力を生じる3個のスラスト軸受と前記中心軸に直角な方向に圧力を生じる2個のラジアル軸受とが含まれており、これらの3個のスラスト軸受には補助的なスラスト軸受が含まれており、この補助的なスラスト軸受は、スラスト軸受用のらせん溝が設けられた表面部分とこの表面部分に隙間を有して対向した表面部分とを含み、これらの表面部分の隙間内には液体金属潤滑剤が通常に占めている領域と液体金属潤滑剤が通常には占めていない領域とがあり、これらの領域の容積比率は経時的に一定でないことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記2個のラジアル軸受と、前記補助的なスラスト軸受を除く2個のスラスト軸受とで実質的に軸支されており、回転特性は実質的にこれらの動圧式すべり軸受で決められており、前記補助的なスラスト軸受は回転特性には実質的に関与せずに他の動圧式すべり軸受への液体金属潤滑剤の供給と、回転機構の内部から回転機構の外部に向って液体金属潤滑剤が漏出するのを防止する役割を負っている。前記補助的なスラスト軸受内には通常には液体金属潤滑剤で満たされていない部分が大きな割合を占めており、発生する圧力は通常は大きくない。前記回転体が回転しているときに前記補助的なスラスト軸受内に液体金属潤滑剤が押込まれると、この押込む圧力に対抗する圧力を生じる方向にらせん溝が設けられていて、この領域に液体金属潤滑剤が侵入すると反対方向の圧力がバランスしてそれ以上液体金属潤滑剤の境界が移動しなくなる。このようにして液体金属潤滑剤が押し出されるのが防止される。前記回転体が静止しているときには前記補助的なスラスト軸受内に液体金属潤滑剤が占めない空間が大きな割合を占めているので液体金属潤滑剤が内部の気体の膨張等で移動させられても前記補助的なスラスト軸受のらせん溝が設けられた領域から押し出される前に自ら破断して気体通路ができ、気体は排気される。このようにして前記補助的なスラスト軸受が液体金属潤滑剤の分布を自動的に適正化する。 One aspect of the present invention is a vacuum container that defines a vacuum space, and a substantially cylindrical shape that is mechanically supported by a part of the vacuum container and protrudes into or penetrates the vacuum container. a fixed body having a central axis in the rotating body X-ray target and a portion comprising a coaxially fitted to the substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body is mounted coaxially And a rotary anode type X-ray tube comprising a spiral groove provided in a fitting portion between the fixed body and the rotating body and a hydrodynamic slide bearing having a liquid metal lubricant filled therein. There is an end opening that is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the body and the surface of the terminal end of the rotating body face each other, and the hydrodynamic slide bearing has a direction along the central axis. 3 thrust bearings producing pressure And two radial bearings that generate pressure in a direction perpendicular to the central axis, and these three thrust bearings include auxiliary thrust bearings. And a surface portion provided with a spiral groove for a thrust bearing and a surface portion facing this surface portion with a gap therebetween, and the liquid metal lubricant normally occupies the gap between these surface portions. There is a region and a region not normally occupied by the liquid metal lubricant, and the volume ratio of these regions is a rotating anode type X-ray tube characterized by being not constant over time. In this rotary anode type X-ray tube, the rotating body is substantially pivotally supported by the two radial bearings and the two thrust bearings excluding the auxiliary thrust bearing, and the rotational characteristics are substantially the same. These auxiliary hydrodynamic bearings are substantially unaffected by rotational characteristics, and supply of liquid metal lubricant to other hydrodynamic slide bearings and rotation mechanism It plays the role of preventing the liquid metal lubricant from leaking from the inside toward the outside of the rotating mechanism. In the auxiliary thrust bearing, a portion not usually filled with the liquid metal lubricant occupies a large proportion, and the generated pressure is usually not large. When the liquid metal lubricant is pushed into the auxiliary thrust bearing while the rotating body is rotating, a spiral groove is provided in a direction that generates a pressure that opposes the pushing pressure. When the liquid metal lubricant enters the pressure, the pressure in the opposite direction is balanced and the boundary of the liquid metal lubricant no longer moves. In this way, the liquid metal lubricant is prevented from being extruded. When the rotating body is stationary, the space that the liquid metal lubricant does not occupy in the auxiliary thrust bearing occupies a large proportion, so even if the liquid metal lubricant is moved due to expansion of the internal gas, etc. Before being pushed out from the region in which the spiral groove of the auxiliary thrust bearing is provided, it is broken by itself to form a gas passage, and the gas is exhausted. In this way, the auxiliary thrust bearing automatically optimizes the distribution of the liquid metal lubricant.

本発明の一つは、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受に隣接し、これらの補助的な軸受と、前記回転体を実質的に軸支する他の動圧式すべり軸受のいずれかとによって前記中心軸に沿った方向に挟まれた位置において、前記固定体の表面部分と、これと微小な隙間を保って対向している前記回転体の表面部分とに液体金属潤滑剤で濡れない環状の表面部分を含んで成る環状禁止帯が形成されていることを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受に隣接して且つ前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受との間に前記環状禁止帯が設けられている為、液体金属潤滑剤に過大な圧力が印加されていないときは、前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受と前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受とが分離されており、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受が独立して作動するようになっている。従って、前記回転体が静止しているときに、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受内に通常に存在する液体金属潤滑剤の量を容易に制限することができる。   One of the present invention is one of the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing, and any of these auxiliary bearings and other hydrodynamic slide bearings that substantially support the rotating body. At a position sandwiched in the direction along the central axis by the heel, the surface portion of the fixed body and the surface portion of the rotating body facing the surface with a minute gap are wetted with a liquid metal lubricant. A rotating anode type X-ray tube according to any one of the above inventions, wherein an annular forbidden band comprising an annular surface portion is formed. In this rotary anode type X-ray tube, the annular forbidden band is provided between the auxiliary radial bearing or the hydrodynamic slide bearing adjacent to the auxiliary thrust bearing and substantially supporting the rotating body. Since there is no excessive pressure applied to the liquid metal lubricant, a hydrodynamic slide bearing that substantially supports the rotating body and the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing And the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing operates independently. Therefore, when the rotating body is stationary, the amount of the liquid metal lubricant that normally exists in the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing can be easily limited.

本発明の一つは、前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受のいずれかと前記環状禁止帯とに前記中心軸に沿った方向に挟まれた位置における前記固定体の部分に、前記環状禁止帯を構成する互いに対向する表面間の隙間寸法よりも大きな寸法の開口幅を有する開口部この開口部の開口幅寸法よりも大きな寸法の深さを有する環状深溝が前記環状禁止帯に隣接して設けられたことを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記環状深溝は、前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受内に液体金属潤滑剤を供給するとともに、液体金属潤滑剤に混在する気体を分離するのに役立っている。前記環状深溝内には液体金属潤滑剤で満たされていない空間があり、この部分に気体が溜まるとこの気体は前記環状禁止帯を通過して前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受内に溜まっている少量の液体金属潤滑剤でできた壁が破られて、この気体が外部に排気される。前記のように、前記環状深溝は環状リザーバを構成しており、回転機構の内部にある他の環状リザーバと前記多数の潤滑剤通路で連結されており、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受から前記環状禁止帯を通過して前記環状深溝に戻された液体金属潤滑剤は、回転機構の内部にある、前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受のいずれにも到達できるようになっている。換言すると、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受から前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受のいずれにも至る液体金属潤滑剤の可逆的な通路が構成されていることになる。 One of the present invention is a portion of the fixed body at a position sandwiched in a direction along the central axis between any one of the hydrodynamic slide bearings that substantially support the rotating body and the annular forbidden band, annular deep groove said annular bandgap having a depth of greater dimension than the opening width of the opening and the opening having an opening width of a dimension greater than the gap dimension between the surfaces facing each other constituting the annular bandgap A rotary anode type X-ray tube according to any one of the above inventions, characterized in that the rotary anode type X-ray tube is provided adjacent to the rotary anode type X-ray tube. In this rotary anode type X-ray tube, the annular deep groove supplies liquid metal lubricant into a hydrodynamic slide bearing that substantially supports the rotating body and separates gas mixed in the liquid metal lubricant. It is useful for. There is a space not filled with the liquid metal lubricant in the annular deep groove, and when gas accumulates in this portion, the gas passes through the annular forbidden band and passes through the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing. A wall made of a small amount of liquid metal lubricant accumulated inside is broken, and this gas is exhausted to the outside. As described above, the annular deep groove constitutes an annular reservoir, and is connected to another annular reservoir inside the rotation mechanism by the plurality of lubricant passages, and the auxiliary radial bearing or the auxiliary reservoir. The liquid metal lubricant that has passed through the annular forbidden band from the thrust bearing and returned to the annular deep groove is in any of the hydrodynamic slide bearings that substantially support the rotating body inside the rotating mechanism. It can be reached. In other words, a reversible passage of the liquid metal lubricant is formed which extends from the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing to any of the hydrodynamic slide bearings that substantially support the rotating body. It will be.

本発明の一つは、前記補助的なラジアル軸受用又は前記補助的なスラスト軸受用のらせん溝が設けられた領域に於ける前記固定体の表面部分この表面部分に隙間を有して対向した前記回転体の表面部分とで挟まれてできる隙間部分の容積は、前記環状禁止帯を構成する前記固定体の表面部分これに隙間を有して対向する前記回転体の表面部分とで挟まれてできる隙間部分の容積よりも大きいことを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記環状禁止帯の両側から液体金属潤滑剤に圧力がかかり、前記環状禁止帯に液体金属潤滑剤が満たされた後に液体金属潤滑剤に印加される圧力が低下してこの中の液体金属潤滑剤の全てが前記補助的なラジアル軸受内又は前記補助的なスラスト軸受内に移動した場合でもこれらの補助的な軸受からはみ出すことが無く、液体金属潤滑剤の漏出がより確実に防止できる。 One of the present invention, a gap in the surface portion and the surface portion of the auxiliary for the radial bearing or the auxiliary in the fixed body in a region where the spiral grooves are provided for the thrust bearing face in the positive displacement of the surface portion and the gap portion sandwiched can be in the rotating body, the surface portion of the rotating body which faces have the fixed body surface portion with a gap thereto constituting the annular bandgap The rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions, wherein the volume is larger than a volume of a gap portion formed by being sandwiched. In this rotary anode type X-ray tube, pressure is applied to the liquid metal lubricant from both sides of the annular forbidden band, and the pressure applied to the liquid metal lubricant is reduced after the annular forbidden band is filled with the liquid metal lubricant. Thus, even if all of the liquid metal lubricant therein moves into the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing, the liquid metal lubricant does not protrude from the auxiliary bearing, and the liquid metal lubricant leaks out. Can be reliably prevented.

本発明の一つは、前記補助的なラジアル軸受用又は前記補助的なスラスト軸受用のらせん溝が設けられた領域に於ける前記固定体又は前記回転体の表面部分の面積は前記環状禁止帯を構成する前記固定体の表面部分の面積よりも大きいことを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記環状禁止帯の両側から液体金属潤滑剤に圧力がかかり、前記環状禁止帯に液体金属潤滑剤が満たされた後に液体金属潤滑剤に印加される圧力が低下してこの中の液体金属潤滑剤の全てが前記補助的なラジアル軸受内又は前記補助的なスラスト軸受内に移動した場合でもこれらの補助的な軸受からはみ出さないようにし易い。例えば、前記回転体の表面と前記固定体の表面との隙間が実質的に同じであっても上記のように液体金属潤滑剤の漏出が防止できる。   One aspect of the present invention is that the area of the surface portion of the fixed body or the rotating body in the region where the spiral groove for the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing is provided is the annular forbidden band. The rotary anode X-ray tube according to any one of the above-mentioned inventions, wherein the area is larger than the area of the surface portion of the fixed body constituting the structure. In this rotary anode type X-ray tube, pressure is applied to the liquid metal lubricant from both sides of the annular forbidden band, and the pressure applied to the liquid metal lubricant is reduced after the annular forbidden band is filled with the liquid metal lubricant. Thus, even if all of the liquid metal lubricant therein moves into the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing, it is easy to prevent the liquid metal lubricant from protruding from these auxiliary bearings. For example, even if the gap between the surface of the rotating body and the surface of the fixed body is substantially the same, leakage of the liquid metal lubricant can be prevented as described above.

本発明の一つは、前記補助的なラジアル軸受又は前記補助的なスラスト軸受を構成する前記固定体の表面部分の直径は前記環状禁止帯を構成する前記固定体の表面部分の直径と実質的に同一であることを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では単純な構造で前記のような液体金属潤滑剤の漏出防止を実現し易い。   One aspect of the present invention is that the diameter of the surface portion of the fixed body constituting the auxiliary radial bearing or the auxiliary thrust bearing is substantially equal to the diameter of the surface portion of the fixed body constituting the annular forbidden band. The rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions, characterized in that This rotary anode type X-ray tube has a simple structure and can easily prevent leakage of the liquid metal lubricant as described above.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、これら固定体と回転体との嵌合部に設けられたらせん溝とこの中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、前記動圧式すべり軸受には前記中心軸に沿った方向に前記回転体を実質的に軸支する一対のスラスト軸受と前記中心軸に直角な方向に前記回転体を実質的に軸支する第1及び第2の2個のラジアル軸受と補助的な第3のラジアル軸受とが含まれており、この第3のラジアル軸受は前記端部開口に最も近い位置に配置されており、この第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い位置に移動した液体金属潤滑剤をこの第3のラジアル軸受内に遠心力を利用して帰還させる帰還手段が設けられたことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、予期しない原因で液体金属潤滑剤が前記第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い位置に移動した場合でも、前記帰還手段によって前記第3のラジアル軸受内に戻され、液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達しないので放電などの不都合が発生するのが防止される。 One aspect of the present invention is a vacuum container that defines a vacuum space, and a substantially cylindrical shape that is mechanically supported by a part of the vacuum container and protrudes into or penetrates the vacuum container. a fixed body having a central axis in the rotating body X-ray target and a portion comprising a coaxially fitted to the substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body is mounted coaxially And a rotary anode type X-ray tube comprising a spiral groove provided in a fitting portion between the fixed body and the rotating body and a hydrodynamic slide bearing having a liquid metal lubricant filled therein. There is an end opening that is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the body and the surface of the terminal end of the rotating body face each other, and the hydrodynamic slide bearing has a direction along the central axis. One that substantially supports the rotating body. And a first radial bearing and a second radial bearing that substantially support the rotating body in a direction perpendicular to the central axis, and an auxiliary third radial bearing. The third radial bearing is disposed at a position closest to the end opening, and the liquid metal lubricant that has moved to a position closer to the end opening than the third radial bearing is contained in the third radial bearing. The rotary anode type X-ray tube is characterized in that a feedback means for returning using centrifugal force is provided. In this rotary anode type X-ray tube, even if the liquid metal lubricant moves to a position closer to the end opening than the third radial bearing due to an unexpected cause, the feedback means causes the inside of the third radial bearing. Thus, since the liquid metal lubricant does not reach the vacuum space, it is possible to prevent inconvenience such as discharge.

本発明の一つは、前記第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い位置に、前記固定体の外表面部分及びこれと微小な隙間を保って対向する前記回転体の内表面部分の直径が前記第3のラジアル軸受の表面部分の直径より小さくなっている径小部分が設けられており、前記帰還手段は、前記回転体の径小部分の内面部分と前記第3のラジアル軸受の軸受隙間の近傍とに開口しており液体金属潤滑剤が通過できる帰還孔を含んでいることを特徴とする上記の発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、簡単な構造で前記帰還手段が実現されている。 In one aspect of the present invention, the outer surface portion of the fixed body and the inner surface portion of the rotating body facing the outer surface portion of the fixed body at a position closer to the end opening than the third radial bearing are maintained. A small diameter portion having a diameter smaller than the diameter of the surface portion of the third radial bearing is provided, and the feedback means includes an inner surface portion of the small diameter portion of the rotating body and the third radial bearing. it is a rotating anode X-ray tube according to the invention above, characterized in that it includes a return hole that liquid metal lubricant is open to the vicinity of the bearing clearance can pass. In this rotary anode X-ray tube, the feedback means is realized with a simple structure.

本発明の一つは、前記固定体の径小部分の外表面部分、又は前記回転体の内径小部分の内表面部分の少なくともどちらか一方に、前記帰還孔の開口部へ向かって液体金属潤滑剤を導入する導入手段が設けられたことを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い位置まで液体金属潤滑剤が移動した場合にこの液体金属潤滑剤が前記導入手段によって前記帰還孔の開口部に導かれるようになっており、液体金属潤滑剤が効率良く前記第3のラジアル軸受に戻される。   One aspect of the present invention is that liquid metal lubrication is performed on at least one of the outer surface portion of the small-diameter portion of the fixed body and the inner surface portion of the small-diameter inner portion of the rotating body toward the opening of the return hole. A rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions, characterized in that introduction means for introducing the agent is provided. In this rotary anode type X-ray tube, when the liquid metal lubricant moves to a position closer to the end opening than the third radial bearing, the liquid metal lubricant is introduced into the opening of the return hole by the introducing means. The liquid metal lubricant is efficiently returned to the third radial bearing.

本発明の一つは、前記帰還孔は、液体金属潤滑剤で濡れない内表面を有しており、前記回転体が静止しているときには液体金属潤滑剤がこの内部を通過するのを表面張力によって阻止し、前記回転体が回転しているときには液体金属潤滑剤を前記内径小部分から前記第3のラジアル軸受の軸受隙間に向う方向に遠心力によって移動させるような一方通行通路になっていることを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、液体金属潤滑剤が前記帰還孔を逆流して漏出するのが防止される。   In one aspect of the present invention, the return hole has an inner surface that is not wetted by the liquid metal lubricant, and when the rotating body is stationary, the liquid metal lubricant passes through this surface tension. When the rotating body is rotating, it is a one-way passage that moves the liquid metal lubricant from the small inner diameter portion toward the bearing gap of the third radial bearing by centrifugal force. A rotating anode X-ray tube according to any one of the above inventions. In this rotary anode type X-ray tube, the liquid metal lubricant is prevented from leaking back through the return hole.

本発明の一つは、前記帰還孔は、前記回転体の前記内径小部分の前記中心軸方向に沿って又は周方向に沿って又はその両方向に沿って分布したそれぞれの位置に開口し、前記中心軸の周りに配列した複数個の穴を含んでいることを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、簡単な構造で前記帰還路が実現できる。   In one aspect of the present invention, the return holes are opened at respective positions distributed along the central axis direction or the circumferential direction of the small inner diameter portion of the rotating body, or along both directions thereof, and A rotating anode X-ray tube according to any one of the above inventions, comprising a plurality of holes arranged around a central axis. In this rotary anode X-ray tube, the return path can be realized with a simple structure.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、これら固定体と回転体との嵌合部に設けられたらせん溝とこの中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、前記回転体は、前記X線ターゲットが取り付けられた第1の回転体部材と、これに隙間を保って同軸的に取り付けられた第2の回転体部材と、これに隙間を保って同軸的に取り付けられており前記動圧式すべり軸受を構成する第3の回転体部材とを含んでおり、これらの第1乃至第3の回転体部材のそれぞれの表面は結合されて実質的に閉じた空間を形成しており、この閉じた空間内に液体金属潤滑剤を投入する投入手段が前記第2の回転体部材に設けられていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記端部開口を通過した液体金属潤滑剤を前記実質的に閉じた空間内に閉じ込められるので液体金属潤滑剤が前記真空空間に漏出するのがより確実に防止される。このような回転体の構造を採用すると、前記第2の回転体部材と前記第3の回転体部材の隙間に液体金属潤滑剤の下記案内手段の一部分を挿入して液体金属潤滑剤を都合よく前記投入手段に導くことができる効果がある。 One aspect of the present invention is a vacuum container that defines a vacuum space, and a substantially cylindrical shape that is mechanically supported by a part of the vacuum container and protrudes into or penetrates the vacuum container. a fixed body having a central axis in the rotating body X-ray target and a portion comprising a coaxially fitted to the substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body is mounted coaxially And a rotary anode type X-ray tube comprising a spiral groove provided in a fitting portion between the fixed body and the rotating body and a hydrodynamic slide bearing having a liquid metal lubricant filled therein. There is an end opening that is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the body and the surface of the terminal end of the rotating body face each other, and the rotating body is a first to which the X-ray target is attached. The rotating body member and the gap A second rotating body member that is coaxially attached while being maintained, and a third rotating body member that is coaxially attached with a gap therebetween and constitutes the hydrodynamic slide bearing. The surfaces of the first to third rotating body members are combined to form a substantially closed space, and a charging means for charging the liquid metal lubricant into the closed space is the second A rotating anode X-ray tube is provided on a rotating member. In this rotary anode X-ray tube, the liquid metal lubricant that has passed through the end opening is confined in the substantially closed space, so that the liquid metal lubricant is more reliably prevented from leaking into the vacuum space. Is done. When such a structure of the rotating body is adopted, a part of the following guide means of the liquid metal lubricant is inserted into the gap between the second rotating body member and the third rotating body member for convenient use of the liquid metal lubricant. There exists an effect which can be guide | induced to the said input means.

本発明の一つは、前記端部開口から前記真空空間へ向う経路に出てきた液体金属潤滑剤を前記第2の回転体部材に設けられた前記投入手段の近傍に導く案内手段が前記固定体又は前記回転体の少なくとも一方に設けられたことを特徴とする上記の発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記端部開口を通過した液体金属潤滑剤が確実に前記回転体の前記閉じた空間内に導かれる為に液体金属潤滑剤が前記真空空間内に飛散することなく前記閉じた空間内に投入される。   One of the present invention is that the guide means for guiding the liquid metal lubricant that has come out from the end opening to the path toward the vacuum space to the vicinity of the charging means provided in the second rotating body member is fixed. A rotary anode type X-ray tube according to the invention described above, wherein the rotary anode type X-ray tube is provided on at least one of the body and the rotating body. In this rotary anode type X-ray tube, since the liquid metal lubricant that has passed through the end opening is reliably guided into the closed space of the rotating body, the liquid metal lubricant scatters into the vacuum space. Without being put into the closed space.

本発明の一つは、前記案内手段は、一端部分が前記固定体に接続されており、他端部分が前記第2の回転体部材と前記第3の回転体部材との隙間に挿入されている環状カバーで構成されていることを特徴とする上記の発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記案内手段が簡単な構造で実現できる。   In one aspect of the present invention, the guide means has one end connected to the fixed body and the other end inserted into the gap between the second rotating member and the third rotating member. The rotary anode X-ray tube according to the invention is characterized in that it is constituted by an annular cover. In this rotary anode X-ray tube, the guide means can be realized with a simple structure.

本発明の一つは、前記第2の回転体部材に設けられた投入手段は、液体金属潤滑剤で濡れない面を有していて液体金属潤滑剤の通過が通常には表面張力が作用して阻止され、遠心力が作用した場合にのみ液体金属潤滑剤の通過が許容される一方通行通路から成ることを特徴とする上記の発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体の閉じた空間内に投入された液体金属潤滑剤が再度出てくるのが防止され、液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達するのが防止される。   One aspect of the present invention is that the charging means provided in the second rotating member has a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant, and the surface tension usually acts on the passage of the liquid metal lubricant. The rotary anode X-ray tube according to the above invention is characterized in that it comprises a one-way passage that is blocked by the liquid metal lubricant only when a centrifugal force is applied. In this rotary anode type X-ray tube, the liquid metal lubricant charged in the closed space of the rotating body is prevented from coming out again, and the liquid metal lubricant is prevented from reaching the vacuum space. The

本発明の一つは、前記閉じた空間を形成する結合された表面は、液体金属潤滑剤がこの表面の素材と実質的に反応して固化するのに十分な高温度になる部分を含むことを特徴とする上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体内の閉じた空間内に投入された液体金属潤滑剤が固化されるために再度出て来ることがなく、液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達するのがより確実に防止される。   One aspect of the present invention is that the bonded surface forming the closed space includes a portion that is at a high temperature sufficient for the liquid metal lubricant to substantially react with the material of the surface and solidify. A rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions. In this rotary anode type X-ray tube, the liquid metal lubricant put into the closed space in the rotating body is solidified so that it does not come out again, and the liquid metal lubricant reaches the vacuum space. Is more reliably prevented.

本発明の一つは、前記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管と、この回転陽極型X線管を収納する収納容器と、前記回転陽極型X線管を前記収納容器に固定する保持機構と、前記回転陽極型X線管の前記真空容器の外から前記回転陽極型X線管内の前記回転体に回転トルクを与えるステータと、前記回転陽極型X線管内で電子を放出する陰極に負の高電圧を供給する為の高電圧端子とを具備したことを特徴とする回転陽極型X線管装置である。この回転陽極型X線管装置では前記したように組立工程や排気工程が簡略化できるだけでなく、液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達するのが防止され、信頼性が高い回転陽極型X線管装置を実現できる。   One aspect of the present invention is a rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions, a storage container for storing the rotary anode X-ray tube, and fixing the rotary anode X-ray tube to the storage container. A holding mechanism; a stator that applies rotational torque to the rotating body in the rotary anode X-ray tube from outside the vacuum vessel of the rotary anode X-ray tube; and a cathode that emits electrons in the rotary anode X-ray tube And a high voltage terminal for supplying a negative high voltage to the rotary anode type X-ray tube apparatus. This rotary anode X-ray tube apparatus not only simplifies the assembly process and the exhaust process as described above, but also prevents the liquid metal lubricant from reaching the vacuum space and has high reliability. A pipe device can be realized.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、これら固定体と回転体との嵌合部に設けられたらせん溝とこの中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管の製造方法において、前記X線ターゲットが取り付けられた第1の回転体部材と、これに隙間を保って同軸的に取り付けられた第2の回転体部材と、これに隙間を保って同軸的に取り付けられており前記動圧式すべり軸受を構成する第3の回転体部材とを結合して前記回転体を組立てるとともに、これらの第1乃至第3の回転体部材のそれぞれの表面を結合して実質的に閉じた空間を形成する工程と、この閉じた空間内に液体金属潤滑剤を投入する投入手段を前記第2の回転体部材に設ける工程とを含むことを特徴とする回転陽極型X線管の製造方法である。この製造方法を採用すると、回転陽極型X線管の組立工程や排気工程が簡略化でき、液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達しない回転陽極型X線管を容易に実現できる。 One aspect of the present invention is a vacuum container that defines a vacuum space, and a substantially cylindrical shape that is mechanically supported by a part of the vacuum container and protrudes into or penetrates the vacuum container. a fixed body having a central axis in the rotating body X-ray target and a portion comprising a coaxially fitted to the substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body is mounted coaxially And a method of manufacturing a rotary anode type X-ray tube comprising a spiral groove provided in a fitting portion between the fixed body and the rotating body and a hydrodynamic slide bearing having a liquid metal lubricant filled therein A first rotating member attached with the X-ray target, a second rotating member attached coaxially with a gap therebetween, and a coaxial member attached with a gap therebetween. The hydrodynamic slide bearing is constructed. Combining the third rotating body member to assemble the rotating body, and combining the surfaces of the first to third rotating body members to form a substantially closed space; A method of manufacturing a rotary anode type X-ray tube, comprising: a step of providing, on the second rotating body member, charging means for charging a liquid metal lubricant into the closed space. If this manufacturing method is adopted, the assembly process and exhaust process of the rotary anode X-ray tube can be simplified, and a rotary anode X-ray tube in which the liquid metal lubricant does not reach the vacuum space can be easily realized.

本発明を採用すると、液体金属を潤滑剤とした動圧式すべり軸受を用いた、陽極熱容量が極めて大きくて、大きな遠心力に耐えられる回転陽極型X線管装置を、特別な工程や特殊な製造設備を必要とせずに容易に安定して量産することができる。具体的には、液体金属潤滑剤に含まれる気体が回転機構の内部において分離されるとともに、回転機構の内部と回転機構の入口とに通じる液体金属潤滑剤の可逆的な通路が形成されていて、気体のみを外部に排気して液体金属潤滑剤を内部の軸受部分に戻すことができる回転機構を採用しているために、回転陽極型X線管の組立工程においても排気工程においても特殊な工程や特殊な設備を用いる必要がなく工程の簡略化ができるようになっている。更に、予期しない原因で液体金属潤滑剤が軸受部分を通過した場合には自動的に軸受部分の内部に帰還させられるようになっており、更に予期しない理由で液体金属潤滑剤が前記真空空間への経路により近づいた場合には、この液体金属潤滑剤は回転機構内に設けられている、閉じられた空間内に非可逆的に閉じ込められるようになっている。このように、液体金属潤滑剤が前記真空空間に到達しないので、実使用時においても、使用中に軸受部分で発生した気体は自動的に排気され、信頼性が高い長寿命の回転陽極型X線管及びこれを用いた回転陽極型X線管装置を提供することができる。   By adopting the present invention, a rotary anode type X-ray tube device that uses a hydrodynamic slide bearing with a liquid metal as a lubricant and has a very large anode heat capacity and can withstand a large centrifugal force can be produced in a special process or special production. It can be mass-produced easily and stably without the need for equipment. Specifically, the gas contained in the liquid metal lubricant is separated inside the rotation mechanism, and a reversible passage of the liquid metal lubricant is formed that leads to the inside of the rotation mechanism and the inlet of the rotation mechanism. Because it employs a rotating mechanism that can exhaust only the gas to the outside and return the liquid metal lubricant to the internal bearing part, it is special in both the assembly process and exhaust process of the rotary anode X-ray tube There is no need to use a process or special equipment, and the process can be simplified. Furthermore, when the liquid metal lubricant passes through the bearing part due to an unexpected cause, the liquid metal lubricant is automatically returned to the inside of the bearing part. The liquid metal lubricant is irreversibly confined in a closed space provided in the rotating mechanism. As described above, since the liquid metal lubricant does not reach the vacuum space, even in actual use, the gas generated in the bearing portion during use is automatically exhausted, and the long-life rotary anode X with high reliability A tube and a rotary anode X-ray tube device using the same can be provided.

本発明に係わる回転陽極型X線管は、液体金属を潤滑剤とした動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受と2個のスラスト軸受とを含んでおり、これらのすべり軸受がそれぞれ回転陽極の回転中心軸に直角の方向及び回転中心軸に沿った方向に軸受力を発生して回転陽極を回転自在に支承する回転機構を含んでいる。前記各すべり軸受はその軸受隙間の全周囲で連通した環状リザーバにそれぞれの両端部で隣接しており、これら環状リザーバは、すべり軸受の直下において、すべり軸受と平行して周方向に多数が並んで設けられた潤滑剤通路によって最短距離で直結されている。結果として、前記すべり軸受と環状リザーバと潤滑剤通路とで閉じた潤滑剤流路がすべり軸受の軸受隙間全体で形成されて、液体金属潤滑剤があらゆる周方向位置からすべり軸受内に流入又はすべり軸受から流出できるようになっている。回転体が移動して軸受隙間が増減した場合にも液体金属潤滑剤の量は自動的に適正化される。液体金属潤滑剤及びこれに混入している気体は環状リザーバ内で前記すべり軸受の軸受隙間に沿って周回移動することができ、これらは容易に分離される。同様に、潤滑剤通路の断面が大きく、毛細管効果が無視できるようになっており、液体金属潤滑剤や気体が容易に移動できる。環状深溝内や潤滑剤通路内には液体金属潤滑剤で満たされない空間を含むようになっており、液体金属潤滑剤に含まれていた気体は、容易に移動して液体金属潤滑剤から分離されて前記空間に合流し、膨張して圧力が低下した状態で以下に述べるようにして回転機構の外に排気されるようになっている。   The rotary anode type X-ray tube according to the present invention includes first and second radial bearings and two thrust bearings, each of which is composed of a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal as a lubricant. Each of the rotating anodes includes a rotating mechanism that rotatably supports the rotating anode by generating a bearing force in a direction perpendicular to the rotating center axis of the rotating anode and a direction along the rotating center axis. Each of the slide bearings is adjacent to an annular reservoir communicating with the entire circumference of the bearing clearance at both ends, and a large number of these annular reservoirs are arranged in the circumferential direction directly below the slide bearing in parallel with the slide bearing. It is directly connected in the shortest distance by the lubricant passage provided in As a result, a lubricant flow path closed by the slide bearing, the annular reservoir, and the lubricant passage is formed in the entire bearing clearance of the slide bearing, so that the liquid metal lubricant flows into or slides into the slide bearing from every circumferential position. It can be discharged from the bearing. Even when the rotating body moves and the bearing gap increases or decreases, the amount of the liquid metal lubricant is automatically optimized. The liquid metal lubricant and the gas mixed therein can move around along the bearing gap of the slide bearing in the annular reservoir, and these are easily separated. Similarly, the lubricant passage has a large cross section so that the capillary effect can be ignored, and the liquid metal lubricant and gas can easily move. A space not filled with the liquid metal lubricant is included in the annular deep groove or in the lubricant passage, and the gas contained in the liquid metal lubricant easily moves and is separated from the liquid metal lubricant. As described below, the air is exhausted out of the rotating mechanism in a state where the space joins the space and expands to reduce the pressure.

前記環状リザーバは、前記回転機構の固定部分である固定体の表面から深く環状に削り取られてできた狭い幅で深い溝をもつ環状の深溝と、前記固定体の表面と微小な隙間を保って対向した表面を有する回転体の表面とで囲まれた環状の領域を含んでいる。前記環状の深溝は、環状の底面と、この底面と繋がった両側の環状の側面を含んでいる。この環状の側面に開口して管軸方向に伸びた多数の長穴が前記環状の側面の外側の辺に沿って分布するように設けられている。これらの各長穴は、同一すべり軸受に隣接した他の環状深溝の環状側面にもそれぞれ開口しており、且つ、径方向に屈曲した部分を含んでいない。これらの多数の長穴とその両側の環状深溝は、前記回転体の表面で囲まれており、且つ前記すべり軸受の軸受隙間に全周囲で通じた領域を形成している。この中に、この領域の容積の85%程度に相当する体積の液体金属潤滑剤が充填されている。前記環状深溝と前記回転体表面とで囲まれた領域は環状リザーバを構成しており、前記長穴は潤滑剤通路を構成している。   The annular reservoir has an annular deep groove having a deep groove with a narrow width and deeply cut from the surface of the fixed body, which is a fixed portion of the rotating mechanism, and a minute gap between the surface of the fixed body. An annular region surrounded by the surface of the rotating body having the opposite surface is included. The annular deep groove includes an annular bottom surface and two annular side surfaces connected to the bottom surface. A number of elongated holes that open to the annular side surface and extend in the tube axis direction are provided so as to be distributed along the outer side of the annular side surface. Each of these elongated holes is also opened on the annular side surface of another annular deep groove adjacent to the same plain bearing, and does not include a portion bent in the radial direction. These long holes and the annular deep grooves on both sides of the long holes are surrounded by the surface of the rotating body, and form a region that passes through the entire bearing clearance of the slide bearing. This is filled with a liquid metal lubricant having a volume corresponding to about 85% of the volume of this region. A region surrounded by the annular deep groove and the surface of the rotating body constitutes an annular reservoir, and the elongated hole constitutes a lubricant passage.

上記のように構成されたすべり軸受は回転体の中心軸に沿った方向に複数個が設けられており、これらが前記環状リザーバを介して直列に接続されている。結果として、回転軸を水平方向にした場合には、回転機構の最奥部にあるすべり軸受とも水平方向に連結され、鉛直上方に位置するいくつかの潤滑剤通路は回転機構の最奥部まで水平に繋がった回転機構内空間を形成できる。このように構成されている為に、回転軸を水平方向にした場合には、液体金属潤滑剤又はその境界壁を構成している部材のどこかの場所から出てきた気体は液体金属潤滑剤の喫水線からみて深部に入ることなく鉛直上方に浮上できる通路ができている。いずれかの環状リザーバに到達した気体は浮力で浮上して上記回転機構内空間に合流する。このように、発生した気体の圧力が異常に高くならなくても液体金属潤滑剤と分離できて大きな容積の上記回転機構内空間に繋がる。この回転機構内空間に溜まった気体は、以下に述べるようにして真空容器内の真空空間に移動して排気される。   A plurality of plain bearings configured as described above are provided in a direction along the central axis of the rotating body, and these are connected in series via the annular reservoir. As a result, when the rotating shaft is set in the horizontal direction, the slide bearing at the innermost part of the rotating mechanism is also connected in the horizontal direction, and some lubricant passages located vertically above reach the innermost part of the rotating mechanism. A space in the rotation mechanism connected horizontally can be formed. Because of this configuration, when the rotating shaft is in the horizontal direction, the liquid metal lubricant or the gas that has come out from somewhere on the member constituting the boundary wall is liquid metal lubricant. There is a passage that can be lifted vertically without entering the deep part of the waterline. The gas that has reached one of the annular reservoirs floats by buoyancy and joins the space inside the rotating mechanism. In this way, even if the pressure of the generated gas does not become abnormally high, it can be separated from the liquid metal lubricant and connected to the large space in the rotating mechanism. The gas accumulated in the space inside the rotating mechanism moves to the vacuum space in the vacuum vessel and is exhausted as described below.

前記回転体の終端部と前記固定体とは、微小な隙間を保って対向した表面を含んでおり、この部分の環状の隙間を端部開口と称する。前記回転体及び前記固定体は、この端部開口に最も近い環状リザーバから前記端部開口の方向に伸びた延長部分を含んでおり、その径は実質的に前記第1及び第2のラジアル軸受と同じである。この延長部分で、前記環状リザーバに隣接して前記端部開口の方向に伸びた領域に液体金属潤滑剤で濡れない対向面からなる環状禁止帯が設けられている。これは、前記回転体と前記固定体のそれぞれの、微小な隙間を保って対向した帯状表面に例えば酸化チタン等の表面を有するように構成されている。この部分の隙間は実質的にラジアル荷重を受け持つ前記第1及び第2のラジアル軸受の軸受隙間よりもわずかに大きくなっており、対向する前記回転体の表面とは機械的に接触しないようにできている。この環状禁止帯には、液体金属潤滑剤に生じる表面張力によって液体金属潤滑剤が通常は進入しないようになっている。   The terminal portion of the rotating body and the fixed body include surfaces facing each other with a minute gap, and the annular gap in this portion is referred to as an end opening. The rotating body and the fixed body include an extended portion extending from the annular reservoir closest to the end opening in the direction of the end opening, and the diameter thereof is substantially the first and second radial bearings. Is the same. In this extended portion, an annular forbidden band made of an opposing surface that is not wetted by the liquid metal lubricant is provided in a region extending in the direction of the end opening adjacent to the annular reservoir. This is configured such that each of the rotating body and the fixed body has a surface of, for example, titanium oxide or the like on the band-shaped surfaces facing each other with a minute gap. The clearance of this portion is slightly larger than the bearing clearance of the first and second radial bearings that are substantially responsible for the radial load, and can be prevented from mechanical contact with the surfaces of the opposing rotating bodies. ing. The annular metal band normally prevents the liquid metal lubricant from entering due to the surface tension generated in the liquid metal lubricant.

前記環状禁止帯に隣接して前記環状リザーバと反対側の前記延長部分に補助的な第3のラジアル軸受が形成されている。このすべり軸受は前記第1及び第2のラジアル軸受よりも対向面との隙間が大きくなっており、対向する面が接触しないようになっているのが好ましい。この第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い側に径小部分がある。この径小部分では、前記固定体が肩部を有して段差的に外径を小さくしており、前記回転体の表面が前記固定体の表面と微小な隙間を保って対向している。この径小部分のうちで前記回転体の終端部と対向した環状の隙間は前記端部開口であり、前記真空容器が画定する真空空間に連通している。   An auxiliary third radial bearing is formed in the extended portion opposite to the annular reservoir adjacent to the annular forbidden band. It is preferable that the sliding bearing has a larger gap with the facing surface than the first and second radial bearings so that the facing surfaces do not come into contact with each other. There is a small diameter portion on the side closer to the end opening than the third radial bearing. In this small diameter portion, the fixed body has a shoulder and has a stepped outer diameter, and the surface of the rotating body faces the surface of the fixed body with a small gap. Of this small diameter portion, an annular gap facing the terminal end of the rotating body is the end opening, and communicates with the vacuum space defined by the vacuum vessel.

前記回転体のラジアル荷重は実質的に前記第1及び第2のラジアル軸受によって支承されており、前記第3のラジアル軸受は補助的な軸受力を発生するにすぎない。前記第3のラジアル軸受は、主に、この中に過剰に進入した液体金属潤滑剤を前記環状リザーバの方向に押しやる役割と後述する臨時の気体通路を形成する役割を担っているが、常に少量の液体金属潤滑剤をその隙間に含んでおり、ある程度の軸受力を発揮する。これは、第3のラジアル軸受の軸受面を常時液体金属潤滑剤で濡れた状態に保つのに役立っている。第3のラジアル軸受には方向が反対になった2組のらせん溝が設けられている。これらは、回転体が正規の回転方向に回転している場合に液体金属潤滑剤を前記環状リザーバの方向に押しやる圧力を生じる第1の軸受溝と、液体金属潤滑剤を前記端部開口の方向に押しやる圧力を生じる第2の軸受溝とである。第1の軸受溝は第2の軸受溝よりも広い面積を占めており、液体金属潤滑剤が新たに供給されない場合には第2の軸受溝の領域と第1の軸受溝の領域の一部分に液体金属潤滑剤が溜まっている。   The radial load of the rotating body is substantially supported by the first and second radial bearings, and the third radial bearing only generates an auxiliary bearing force. The third radial bearing is mainly responsible for pushing the liquid metal lubricant that has entered excessively into the annular reservoir and forming a temporary gas passage to be described later. The liquid metal lubricant is included in the gap and exhibits a certain level of bearing force. This serves to keep the bearing surface of the third radial bearing wet with the liquid metal lubricant at all times. The third radial bearing is provided with two sets of spiral grooves whose directions are opposite to each other. These include a first bearing groove that generates pressure to push the liquid metal lubricant in the direction of the annular reservoir when the rotating body rotates in the normal rotation direction, and the liquid metal lubricant in the direction of the end opening. And a second bearing groove that generates a pressure to be pressed. The first bearing groove occupies a larger area than the second bearing groove, and when the liquid metal lubricant is not newly supplied, the first bearing groove is formed in the second bearing groove region and a part of the first bearing groove region. Liquid metal lubricant has accumulated.

前記回転体が静止しているときには、前述のように回転機構内の液体金属潤滑剤は前記環状禁止帯で遮断されて第3のラジアル軸受への移動が禁止される。従って、前記回転機構内空間は、前記環状禁止帯にも繋がっており、前記第3のラジアル軸受内の液体金属潤滑剤で閉じられている。前記第3のラジアル軸受には液体金属潤滑剤が付着しているが、軸受隙間が大きい為に、前記回転体が静止しているときには液体金属潤滑剤が横方向に容易に移動できるようになっている。また、軸受溝の深さと幅が大きくなっており、且つ液体金属潤滑剤が少ない領域が広いので液体金属潤滑剤が中心軸に沿った方向に移動すると破断されて臨時に気体の通路ができ易くなっている。前記回転機構内空間の圧力がある程度高くなると第3のラジアル軸受の軸受隙間にある少量の液体金属潤滑剤が前記第1の軸受溝の領域内で前記肩部の方向に押しやられ、破断部分が生じて前記回転機構内空間にある気体は前記端部開口を経由して真空容器内空間に移動する。前記回転機構内空間の圧力が低下すれば液体金属潤滑剤の状態は復元する。   When the rotating body is stationary, as described above, the liquid metal lubricant in the rotating mechanism is blocked by the annular forbidden band and prohibited from moving to the third radial bearing. Therefore, the space in the rotation mechanism is also connected to the annular forbidden band and is closed with the liquid metal lubricant in the third radial bearing. The liquid metal lubricant is attached to the third radial bearing. However, since the bearing gap is large, the liquid metal lubricant can easily move in the lateral direction when the rotating body is stationary. ing. In addition, since the depth and width of the bearing groove is large and the region where the liquid metal lubricant is small is wide, if the liquid metal lubricant moves in the direction along the central axis, it is broken and a temporary gas passage is easily formed. It has become. When the pressure in the internal space of the rotating mechanism increases to some extent, a small amount of liquid metal lubricant in the bearing gap of the third radial bearing is pushed in the direction of the shoulder in the region of the first bearing groove, and the fracture portion is The generated gas in the internal space of the rotating mechanism moves to the internal space of the vacuum vessel via the end opening. If the pressure in the space inside the rotating mechanism decreases, the state of the liquid metal lubricant is restored.

回転体が高速度で回転しているときには、前記環状リザーバ内の液体金属潤滑剤は、接触している前記回転体表面の回転によって回転させられ、液体金属潤滑剤に働く遠心力で前記第3のラジアル軸受の方向に押しやられて前記環状禁止帯を通過して前記第3のラジアル軸受を構成する前記第1の軸受溝の広い部分にまで押し込まれる。このとき、第3のラジアル軸受では前記第1の軸受溝で生じる圧力が前記第2の軸受溝で生じる圧力に勝り、結果としてスパイラルポンプとして作用して前記遠心力に対向する圧力を生じるので液体金属潤滑剤が前記肩部の方向に漏出するのが防がれる。このスパイラルポンプとしての作用は、回転陽極型X線管自体が公転させられて液体金属潤滑剤に生じる遠心力による押し出し力が追加されても液体金属潤滑剤の漏出を防止できる大きさになっている。前記環状リザーバにおける気体の膨張等で圧力が高まった場合も同様である。このような液体金属潤滑剤を押し出そうとする力が減少すると、押込まれていた液体金属潤滑剤は前記環状禁止帯を経由して前記環状深溝に戻され、元の状態に戻る。前記環状深溝内に戻った液体金属潤滑剤は前記第2のラジアル軸受に供給され、又は前記潤滑剤通路を通って他の軸受部分の内部に移動する。換言すると、前記第3のラジアル軸受から前記環状禁止帯及び前記環状リザーバを介して、前記回転体を実質的に軸支する動圧式すべり軸受のいずれにも至る液体金属潤滑剤の可逆的な通路が構成されていることになる。予期しない理由により液体金属潤滑剤が前記第3のラジアル軸受を通過して前記肩部に到達した場合にはこの部分で液体金属潤滑剤が遠心力を受けて前記第3のラジアル軸受に戻されて前述のように振舞う。   When the rotating body is rotating at a high speed, the liquid metal lubricant in the annular reservoir is rotated by the rotation of the surface of the rotating body that is in contact, and the third force is applied by the centrifugal force acting on the liquid metal lubricant. Is pushed in the direction of the radial bearing and passes through the annular forbidden band and is pushed into the wide portion of the first bearing groove constituting the third radial bearing. At this time, in the third radial bearing, the pressure generated in the first bearing groove exceeds the pressure generated in the second bearing groove, and as a result, the pressure acts as a spiral pump to generate pressure opposite to the centrifugal force. The metal lubricant is prevented from leaking in the direction of the shoulder. The effect of this spiral pump is to prevent the leakage of the liquid metal lubricant even if the rotating anode type X-ray tube itself is revolved and the pushing force due to the centrifugal force generated in the liquid metal lubricant is added. Yes. The same applies when the pressure is increased due to gas expansion in the annular reservoir. When the force to push out such a liquid metal lubricant is reduced, the pushed liquid metal lubricant is returned to the annular deep groove via the annular forbidden band and returns to its original state. The liquid metal lubricant that has returned into the annular deep groove is supplied to the second radial bearing or moves through the lubricant passage into the other bearing portion. In other words, a reversible passage of the liquid metal lubricant from the third radial bearing through the annular forbidden band and the annular reservoir to any of the hydrodynamic slide bearings that substantially support the rotating body. Is configured. When the liquid metal lubricant passes through the third radial bearing and reaches the shoulder due to an unexpected reason, the liquid metal lubricant is subjected to centrifugal force at this portion and returned to the third radial bearing. And behave as described above.

回転体が高速度で回転しているときには、前述のように、環状リザーバ内の液体金属潤滑剤は遠心分離作用で回転体の表面近くに押しやられて前記深溝の底面近くに液体金属潤滑剤が存在しない空間が生じる。この空間は、前記環状深溝の底面近くに設けられた微小気体通路又はフィルタによって隣にある環状深溝の底面近くの空間及び回転機構の外部と連結されている。従って、回転体が回転しているときのみに外部と連通して内部にある気体のみを外部に放出できるようになっている。このようにして回転体が高速度で回転している場合にも回転機構内の気体は自動的に排気される。   When the rotating body is rotating at a high speed, as described above, the liquid metal lubricant in the annular reservoir is pushed close to the surface of the rotating body by the centrifugal separation action, and the liquid metal lubricant is placed near the bottom surface of the deep groove. A space that does not exist is created. This space is connected to the space near the bottom surface of the adjacent annular deep groove and the outside of the rotating mechanism by a micro gas passage or filter provided near the bottom surface of the annular deep groove. Therefore, only when the rotating body is rotating, only the gas inside is communicated with the outside and can be discharged to the outside. Thus, even when the rotating body rotates at a high speed, the gas in the rotating mechanism is automatically exhausted.

前記第3のラジアル軸受内の液体金属潤滑剤の量は液体金属潤滑剤に印加される圧力によって増減するが、前記のように、液体金属潤滑剤は前記第3のラジアル軸受を通過して前記端部開口に向って移動しないようになっている。予期できない原因で前記第3のラジアル軸受を通過した液体金属潤滑剤は前記径小部分に到達したときに前記導入手段によって前記回転体に設けられた帰還孔に遠心力で導入され、更に遠心力で前記帰還孔を通過させられて前記第3のラジアル軸受内に戻される。このようにして液体金属潤滑剤が前記端部開口を通過するのが防止される。さらに予期しない理由で液体金属潤滑剤が前記端部開口を通過した場合でも、液体金属潤滑剤は前記真空空間に至る経路の途中に設けられた環状カバーから成る案内手段によって進路が制限されていて、前記回転体内に設けられた実質的に閉じた空間の中に導入されて閉じ込められるようになっている。   The amount of the liquid metal lubricant in the third radial bearing increases or decreases depending on the pressure applied to the liquid metal lubricant, but as described above, the liquid metal lubricant passes through the third radial bearing and passes through the third radial bearing. It does not move toward the end opening. The liquid metal lubricant that has passed through the third radial bearing due to an unforeseen cause is introduced by centrifugal force into the return hole provided in the rotating body by the introducing means when it reaches the small-diameter portion. Is passed through the return hole and returned to the third radial bearing. In this way, the liquid metal lubricant is prevented from passing through the end opening. Further, even when the liquid metal lubricant passes through the end opening for an unexpected reason, the path of the liquid metal lubricant is restricted by the guide means including an annular cover provided in the middle of the path to the vacuum space. , And is introduced and confined in a substantially closed space provided in the rotating body.

以上に述べたように、回転体が静止しているときにも、回転しているときにも軸受特性に実質的に影響を与えず、又液体金属潤滑剤が気体の膨張等によって外部に噴出させられること無く、回転機構内の気体が正常に外部に排気される。この際、液体金属潤滑剤が前記真空空間内に到達することが無く、安定な動作が保証される。又、実使用中においても液体金属潤滑剤が漏出されない状態で絶えず自動的に排気されるので信頼性が良い回転陽極型X線管を提供することができる。以下に、実施例を用いて本発明の実施形態及び作用についてより具体的且つ詳細に説明する。   As described above, the bearing characteristics are not substantially affected when the rotating body is stationary or rotating, and the liquid metal lubricant is ejected to the outside due to gas expansion or the like. Without being caused, the gas in the rotation mechanism is normally exhausted to the outside. At this time, the liquid metal lubricant does not reach the vacuum space, and a stable operation is ensured. Further, since the liquid metal lubricant is continuously exhausted without being leaked even during actual use, a reliable rotary anode X-ray tube can be provided. Hereinafter, the embodiment and operation of the present invention will be described more specifically and in detail using examples.

図1、図2、図3を参照して本発明の回転陽極型X線管の構成について説明する。これらの図において、同じ部分は同じ番号を付して表している。図1は、本発明に係わる回転陽極型X線管の要部を表す断面図であって、1は内部の真空空間1aを高真空に保つ真空容器であり、2は真空容器1内に在って電子を放出する陰極であり、3は陰極2から放出された電子が入射してX線を放出するX線ターゲットであり、4はX線ターゲット3から放出されたX線を真空容器1の外部に取り出す為のX線照射窓である。図1において、10はX線ターゲット3を回転自在に支承する回転機構であり、20は回転機構10の内X線ターゲット3を回転する為の回転体であり、30は回転体20嵌合されて回転体20を回転自在に支承する固定体であり、40は真空容器1の外から回転体20に回転力を付与するステータである。
The configuration of the rotating anode X-ray tube of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part of a rotary anode X-ray tube according to the present invention, wherein 1 is a vacuum vessel for keeping the internal vacuum space 1a at a high vacuum, and 2 is in the vacuum vessel 1. The cathode 3 emits electrons, 3 is an X-ray target that emits X-rays when electrons emitted from the cathode 2 are incident, and 4 is an X-ray target that emits X-rays from the X-ray target 3. It is the X-ray irradiation window for taking out outside. In FIG. 1, 10 is a rotation mechanism for rotatably supporting the X-ray target 3, 20 is a rotation body for rotating the X-ray target 3 of the rotation mechanism 10 , and 30 is fitted to the rotation body 20 . a fixed body that rotatably supports a rotating body 20 is, 40 is a stator to impart a rotational force to the rotating body 20 from the outside of the vacuum container 1.

回転体20は、X線ターゲット3を同軸的に取り付けたターゲット支持体21と、ターゲット支持体21に同軸的に接合された第1の回転体部材22と、第1の回転体部材22に同軸的に取り付けられた第2の回転体部材23と、第2の回転体部材23に同軸的に取り付けられた第3の回転体部材24と、第2の回転体部材23に同軸的に取り付けられた第4の回転体部材25とを含んでいる。モリブデン合金でできたターゲット支持体21の先端部にX線ターゲット3が陽極固定ネジ5によって固定されており、ターゲット支持体21の他端部は第1の回転体部材22の一端部22aに溶接等により接続されており、第1の回転体部材22の他端部22bは第2の回転体部材23の一端部23aにネジ等で接続されており、第2の回転体部材23の他端部23bは第3の回転体部材24の一部分24aに図示しないネジ等により接続されている。更に、ターゲット支持体21にはX線ターゲット3からの輻射熱を遮蔽する為の遮蔽筒6が同軸的に取り付けられている。 The rotating body 20 includes a target support body 21 on which the X-ray target 3 is mounted coaxially, a first rotating body member 22 that is coaxially joined to the target support body 21, and a coaxial shaft on the first rotating body member 22. Second rotating body member 23 attached to the second rotating body member, third rotating body member 24 coaxially attached to the second rotating body member 23, and coaxially attached to the second rotating body member 23. And a fourth rotary member 25. The X-ray target 3 is fixed to the tip of the target support 21 made of molybdenum alloy by the anode fixing screw 5, and the other end of the target support 21 is welded to one end 22 a of the first rotating member 22. The other end 22b of the first rotating member 22 is connected to one end 23a of the second rotating member 23 with a screw or the like, and the other end of the second rotating member 23 The portion 23b is connected to a part 24a of the third rotating member 24 by screws or the like (not shown). Further, a shielding cylinder 6 for shielding radiation heat from the X-ray target 3 is coaxially attached to the target support 21.

第1の回転体部材22の外側にロータ26が第1の回転体部材22と同軸的に設けられており、第1の回転体部材22の一端部22aの近傍で溶接等によって接合されている。第3の回転体部材24の図示上端部は回転体径小部24bを形成しており、その図示上端部分には回転蓋27がネジ等によって接続されており、図示下端部には回転環状体28がネジ等によって接続されている。ロータ26は銅等のように電気伝導率の大きな材質でできており、ロータ26の図示下半分は図示上半分よりも径が大きくなっている。ステータ40の回転磁界によりロータ26の図示下半分は回転体20に大きな回転トルクを与えるようになっている。第1の回転体部材22は、純鉄等の磁性材料でできており、ロータ26との上記接合部以外で隙間を保って実質的に平行に構成されており、上記回転磁界の通路を形成している。第2の回転体部材23は50重量%の鉄と50重量%のニッケルの合金(TNF)等の熱伝導率が小さな材質でできており、第1の回転体部材22及び第3の回転体部材24とは前記それぞれの接続部分以外で隙間を保っている。第3の回転体部材24及び回転蓋27は鉄合金工具鋼SKD11(JIS規格)等のすべり軸受に適した材質でできており、第1の回転体部材22及び第2の回転体部材23との間に前記接続部分以外で隙間を保って非接触に構成されている。X線ターゲット3の熱はターゲット支持体21と第1の回転体部材22と第2の回転体部材23とを経由してすべり軸受が形成された第3の回転体部材24に伝導されるようになっている。 A rotor 26 is provided on the outer side of the first rotating body member 22 coaxially with the first rotating body member 22, and is joined by welding or the like in the vicinity of one end 22a of the first rotating body member 22. . The upper end portion of the third rotating body member 24 shown in the drawing forms a rotating body diameter small portion 24b, and a rotating lid 27 is connected to the upper end portion of the drawing by a screw or the like, and a rotating annular body is connected to the lower end portion of the drawing. 28 is connected by screws or the like. The rotor 26 is made of a material having a high electrical conductivity such as copper, and the lower half of the rotor 26 in the drawing has a diameter larger than that of the upper half in the drawing. It is shown in the lower half of the rotor 26 is adapted to provide a large rotational torque to the rotor 20 by the rotating magnetic field of the stator 40. The first rotating member 22 is made of a magnetic material such as pure iron, and is configured to be substantially parallel with a gap other than the joint portion with the rotor 26 to form a path for the rotating magnetic field. is doing. The second rotating body member 23 is made of a material having a small thermal conductivity such as an alloy (TNF) of 50 wt% iron and 50 wt% nickel, and the first rotating body member 22 and the third rotating body. A gap is maintained between the member 24 and other than the connecting portions. The third rotary member 24 and the rotary lid 27 are made of a material suitable for a sliding bearing such as iron alloy tool steel SKD11 (JIS standard), and the first rotary member 22 and the second rotary member 23 Between these, it is comprised without contact, maintaining a clearance gap except for the said connection part. The heat of the X-ray target 3 is conducted through the target support 21, the first rotating member 22 and the second rotating member 23 to the third rotating member 24 in which a slide bearing is formed. It has become.

固定体30には、図示中央部に固定胴体部分31が、固定胴体部分31の図示上端部に上方肩部31aと固定体径小部分31bが、固定胴体部分31の図示下端部に陽極固定部分31cとが形成されている。上方肩部31aには円板状の仕切板36が固定されており、固定体径小部分31bには、上方肩部31aと中心軸C−C’に沿った方向に離れて対向するように軸受円板32が同軸的に取り付けられている。軸受円板32は固定胴体部分31に対して相対的に回転できないが、固定胴体部分31の中心軸C−C’に対して小さな角度で傾斜できるように固定体径小部分31bに取り付けられている。陽極固定部分31cの図示下端部は図示しない絶縁体を介して、絶縁油を収容した図示しない回転陽極型X線管の収納容器に固定されて回転陽極型X線管装置を構成している。固定胴体部分31と軸受円板32とはSKD11等のすべり軸受に適した材質でできている。 The fixed body 30 has a fixed body portion 31 at the center of the figure, an upper shoulder 31a and a small fixed body diameter portion 31b at the upper end of the fixed body part 31 in the figure, and an anode fixing part at the lower end of the fixed body part 31 in the figure. 31c is formed. A disk-shaped partition plate 36 is fixed to the upper shoulder portion 31a, and the fixed body small diameter portion 31b is opposed to the upper shoulder portion 31a in a direction along the central axis CC ′. A bearing disc 32 is attached coaxially. The bearing disc 32 cannot be rotated relative to the fixed body portion 31 but is attached to the small fixed body portion 31b so as to be inclined at a small angle with respect to the central axis CC ′ of the fixed body portion 31. Yes. The lower end of the anode fixing portion 31c shown in the figure is fixed to a storage container of a rotary anode X-ray tube (not shown) containing insulating oil via an insulator (not shown) to constitute a rotary anode X-ray tube device. The fixed body portion 31 and the bearing disc 32 are made of a material suitable for a sliding bearing such as SKD11.

次に図1の主要部を拡大して表示した断面図である図2、及び図2において固定体30を非断面表示した図3を用いてより詳しく説明する。軸受円板32の図示上面及び図示下面にはヘリンボーンパターンのらせん溝GA1及びGA2が設けられており、軸受円板32の図示上面は回転蓋27の周辺部分の図示下面と20μm程度の隙間を保って対向しており、軸受円板32の図示下面は第3の回転体部材24の一部分が環状に内部に突出した回転体突出部24cの図示上面と20μm程度の隙間を保って対向している。それぞれのらせん溝GA1、GA2内及びそれぞれの隙間には、動作時に液体であるガリウム-インジウム-錫(Ga−In−Sn)合金から成る液体金属潤滑剤LMが満たされており、それぞれが反対方向の中心軸C−C’に沿った方向に動圧を発生する2個のスラスト軸受BA1,BA2を形成している。図4と図5以外では見やすくする為に液体金属潤滑剤LMは図示していない。回転体突出部24cの図示下面と仕切板36の図示上面とは1mm程度の大きな隙間を形成しており、液体金属潤滑剤LMが供給されている。 Will now be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 of the fixed body 30 and the display non-cross in FIG. 2 is a sectional view enlarged to show the main portion of FIG. Herringbone pattern helical grooves GA1 and GA2 are provided on the upper and lower surfaces of the bearing disc 32 in the drawing, and the upper surface of the bearing disc 32 maintains a clearance of about 20 μm from the lower surface in the peripheral portion of the rotary lid 27. The lower surface of the bearing disc 32 is opposed to the upper surface of the rotating member protrusion 24c in which a part of the third rotating member 24 protrudes in an annular shape with a gap of about 20 μm. . Each spiral groove GA1, GA2 and each gap are filled with a liquid metal lubricant LM made of a gallium-indium-tin (Ga-In-Sn) alloy, which is a liquid during operation, each in the opposite direction. Two thrust bearings BA1 and BA2 are formed which generate dynamic pressure in a direction along the central axis CC ′. The liquid metal lubricant LM is not shown for ease of viewing except in FIGS. A large gap of about 1 mm is formed between the illustrated lower surface of the rotating body protrusion 24c and the illustrated upper surface of the partition plate 36, and the liquid metal lubricant LM is supplied thereto.

回転体突出部24cの最小径部の内面と固定体径小部分31bの外表面とは1mm程度の大きな隙間DA2があり、ここに液体金属潤滑剤LMが供給されている。固定体径小部分31bの図示上端部表面と回転蓋27の中央部分の表面とは最小0.5mm程度の隙間DS2を保って対向しておりこの隙間DS2には液体金属潤滑剤LMが供給されている。これら2個の隙間DS1,DS2は、軸受円板32に設けられた穴からなる潤滑剤通路RR3によって連通している。軸受円板32の中心軸C−C’に平行な円筒状外面とこれに対向した回転蓋27の円筒状内表面とは1mm程度の隙間DA1を保って対向しており液体金属潤滑剤LMが供給たされていて上記2個のスラスト軸受BA1,BA2に連通している。   There is a large gap DA2 of about 1 mm between the inner surface of the minimum diameter portion of the rotating body protruding portion 24c and the outer surface of the small fixed body diameter portion 31b, and the liquid metal lubricant LM is supplied thereto. The surface of the upper end portion in the figure of the small fixed body diameter portion 31b and the surface of the central portion of the rotary lid 27 are opposed to each other with a gap DS2 of at least about 0.5 mm, and the liquid metal lubricant LM is supplied to the gap DS2. ing. These two gaps DS1 and DS2 are communicated with each other by a lubricant passage RR3 including a hole provided in the bearing disc 32. The cylindrical outer surface parallel to the central axis CC ′ of the bearing disc 32 and the cylindrical inner surface of the rotary lid 27 facing the cylindrical outer surface face each other with a gap DA1 of about 1 mm, and the liquid metal lubricant LM Supplied and communicates with the two thrust bearings BA1 and BA2.

回転体突出部24cの周辺部分に、軸受円板32に近づくにつれて中心軸C−C’からの距離が大きくなるように傾斜した多数の穴から成る潤滑剤通路RR4が設けられている。潤滑剤通路RR4は傾斜している為に、回転した場合に遠心力によって隙間DA1の方向に液体金属潤滑剤LMを押し込むように作用し、液体金属潤滑剤LMをスラスト軸受BA1,BA2を通って循環させようとする。この作用の大きさは前記傾き角度を変えることによって適正化できる。回転体20の回転速度が小さく、前記スラスト軸受BA1,BA2内の液体金属潤滑剤LMの保持作用が前記遠心力による液体金属潤滑剤LMの循環作用よりも小さい場合には、液体金属潤滑剤LMは前記隙間を循環する。回転体20の回転速度が大きく、前記スラスト軸受BA1,BA2内の液体金属潤滑剤LMの保持作用が大きい場合には、スラスト軸受BA1,BA2内の液体金属潤滑剤LMはスラスト軸受BA1,BA2の中に閉じ込められる。前記2個のスラスト軸受BA1,BA2内の液体金属潤滑剤LMが不足した場合や軸受隙間の大きさが変化した場合には前記循環作用により軸受隙間内の液体金属潤滑剤LMの量は適正に補充又は排出されるようになっている。 A lubricant passage RR4 including a large number of holes inclined so as to increase the distance from the central axis CC ′ as it approaches the bearing disc 32 is provided in the peripheral portion of the rotating body protrusion 24c. Since the lubricant passage RR4 is inclined, when it rotates, it acts to push the liquid metal lubricant LM in the direction of the gap DA1 by centrifugal force, and the liquid metal lubricant LM passes through the thrust bearings BA1 and BA2. Try to circulate. The magnitude of this action can be optimized by changing the tilt angle. When the rotational speed of the rotating body 20 is low and the holding action of the liquid metal lubricant LM in the thrust bearings BA1 and BA2 is smaller than the circulation action of the liquid metal lubricant LM by the centrifugal force, the liquid metal lubricant LM Circulates through the gap. When the rotational speed of the rotating body 20 is high and the holding action of the liquid metal lubricant LM in the thrust bearings BA1 and BA2 is large, the liquid metal lubricant LM in the thrust bearings BA1 and BA2 is in the thrust bearings BA1 and BA2. Trapped inside. When the liquid metal lubricant LM in the two thrust bearings BA1 and BA2 is insufficient or the size of the bearing gap changes, the amount of the liquid metal lubricant LM in the bearing gap is appropriately adjusted by the circulation action. It is to be refilled or discharged.

固定胴体部分31は概略円柱状の形状であり、この円筒状の外周表面には2組のヘリンボーン状の軸受溝GR1,GR2が設けられており、20〜30μmの軸受隙間を保って第3の回転体部材24の内表面と対向しており、軸受溝GR1,GR2及び前記軸受隙間には液体金属潤滑剤LMが供給されており、径方向に動圧を発生する第1及び第2のラジアル軸受BR1,BR2を構成している。第1及び第2のラジアル軸受BR1,BR2の間及びそれぞれの端部に位置して環状で深い溝から成る環状深溝DR1,DR2,DR3が固定胴体部分31に形成されている。環状深溝DR1,DR2,DR3の各ラジアル軸受BR1,BR2に隣接する境界面はテーパー状になっており、環状深溝DR1,DR2,DR3の深さは各ラジアル軸受BR1,BR2に近づくにつれて連続的に浅くなっており、この中に供給された液体金属潤滑剤LMがラジアル軸受BR1,BR2の隙間に供給されやすくなっている。環状深溝DR1,DR2,DR3は第3の回転体部材24の円筒状内表面で覆われて、これらは内部に液体金属潤滑剤LMが充填されて環状リザーバを構成している。   The fixed body portion 31 has a substantially columnar shape, and two sets of herringbone-shaped bearing grooves GR1 and GR2 are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical shape, and the third gap is maintained with a bearing gap of 20 to 30 μm. The liquid metal lubricant LM is supplied to the bearing grooves GR1 and GR2 and the bearing gap so as to face the inner surface of the rotating member 24, and first and second radials that generate dynamic pressure in the radial direction. The bearings BR1 and BR2 are configured. An annular deep groove DR 1, DR 2, DR 3 consisting of an annular deep groove is formed in the stationary body portion 31 between the first and second radial bearings BR 1, BR 2 and at the respective end portions. The boundary surfaces adjacent to the radial bearings BR1, BR2 of the annular deep grooves DR1, DR2, DR3 are tapered, and the depth of the annular deep grooves DR1, DR2, DR3 is continuously increased toward the radial bearings BR1, BR2. It is shallow, and the liquid metal lubricant LM supplied therein is easily supplied to the gap between the radial bearings BR1 and BR2. The annular deep grooves DR1, DR2, DR3 are covered with a cylindrical inner surface of the third rotating member 24, and these are filled with a liquid metal lubricant LM to form an annular reservoir.

環状深溝DR1,DR2,DR3の各環状側壁の浅い位置に開口し、各ラジアル軸受BR1,BR2に実質的に平行であって、環状深溝DR1の環状側壁と環状深溝DR2の環状側壁とを結合する16個程度の潤滑剤通路RR1、及び環状深溝DR2の環状側壁と環状深溝DR3の環状側壁とを結合する16個程度の潤滑剤通路RR2とが固定胴体部分31の周辺部分に環状に配列されている。これらの潤滑剤通路RR1,RR2のいくつかを、液体金属潤滑剤LMで濡れない表面を有する小孔を含む、例えばフィルタ状であって気体は通過させるが液体金属潤滑剤LMは実質的に通過させないようになった気体通路に置換えても良い。潤滑剤通路RR1、RR2は、直径が2〜4mm程度の長孔であり、毛細管効果は無視されるので内表面は液体金属潤滑剤LMで濡れていても濡れていなくても良いが、液体金属潤滑剤LMから分離された気体、又は液体金属潤滑剤LMに含まれた気体、又は液体金属潤滑剤LMが通過できるようになっている。   The annular deep grooves DR1, DR2, and DR3 open to shallow positions on the annular side walls, and are substantially parallel to the radial bearings BR1 and BR2, and connect the annular sidewall of the annular deep groove DR1 and the annular sidewall of the annular deep groove DR2. About 16 lubricant passages RR1 and about 16 lubricant passages RR2 connecting the annular side wall of the annular deep groove DR2 and the annular side wall of the annular deep groove DR3 are annularly arranged in the peripheral portion of the fixed body portion 31. Yes. Some of these lubricant passages RR1 and RR2 include small holes having a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant LM, for example, filter-like gas is allowed to pass therethrough but the liquid metal lubricant LM is substantially passed therethrough. It may be replaced with a gas passage which is not allowed to be made. The lubricant passages RR1 and RR2 are long holes having a diameter of about 2 to 4 mm, and the capillary effect is ignored, so the inner surface may or may not be wet with the liquid metal lubricant LM. The gas separated from the lubricant LM, the gas contained in the liquid metal lubricant LM, or the liquid metal lubricant LM can pass therethrough.

固定胴体部分31の図示下方部に各ラジアル軸受BR1,BR2から径を実質的に同一に保って伸びた固定体延長部分31dがあり、その終端にステップ状に半径が小さくなった下方径小部分31eがあり、下方径小部分31eは前記陽極固定部分31cに伸びている。図3において、図示最下方に位置する環状深溝DR3の図示下方壁DR3Wよりも図示下方に位置する固定体延長部分31dの表面における所定幅、例えば5mm、の帯状部分及びこれに0.1mm程度の微小な隙間を保って対向する第3の回転体部材24の表面における所定幅、例えば5mm、の帯状部分は前記のような液体金属潤滑剤LMで濡れない面と成っており、液体金属潤滑剤LMの表面張力によりその通過を妨げるように作用する環状禁止帯PR1を構成している。この部分の隙間は、各ラジアル軸受BR1,BR2の隙間よりも大きくなっており、機械的に接触することがないが、回転体20が静止しているときの液体金属潤滑剤LMの漏出を防止するのに十分な表面張力が有効に働く大きさと成っている。 A fixed body extending portion 31d extending from the radial bearings BR1 and BR2 while maintaining the diameter substantially the same is provided at a lower portion of the fixed body portion 31 in the figure, and a lower diameter small portion whose radius is reduced stepwise at the end thereof. 31e, and the lower diameter small portion 31e extends to the anode fixing portion 31c. In FIG. 3, a belt-like portion having a predetermined width, for example, 5 mm, and a width of about 0.1 mm on the surface of the fixed body extension portion 31d located below the lower wall DR3W in the figure of the annular deep groove DR3 located at the lowermost side in the figure. A belt-like portion having a predetermined width, for example, 5 mm, on the surface of the third rotating member 24 facing with a minute gap is formed as a surface not wetted by the liquid metal lubricant LM as described above. An annular forbidden band PR1 is formed which acts so as to prevent the passage thereof by the surface tension of the LM. The gap in this portion is larger than the gap between the radial bearings BR1 and BR2, and there is no mechanical contact, but the liquid metal lubricant LM is prevented from leaking when the rotating body 20 is stationary. The surface tension is large enough to work effectively.

図3において、環状禁止帯PR1の図示下方に位置する固定体延長部分31dの表面にらせん溝GR3があり、この表面は第3の回転体部材24の表面と微小な隙間を保って対向しており、この中に液体金属潤滑剤LMが充填されており、第3のラジアル軸受BR3を構成している。らせん溝GR3のうち図示上方に位置する軸受溝GR3aは図示下方に位置する軸受溝GR3bよりも狭い範囲にできている。従って、回転体20が回転しているときに新たなる液体金属潤滑剤LMの追加供給が無い場合にはらせん溝GR3の図示上方に位置する軸受溝GR3aと軸受溝GR3bの一部分から成る領域BR3aのみに液体金属潤滑剤LMが補足されている。図3において、第3のラジアル軸受BR3内に液体金属潤滑剤LMが追加されると、らせん溝GR3の図示下方の軸受溝GR3bでのポンプ作用の増加によって図示上方に押し出す力を生じる。このようにして液体金属潤滑剤LMが環状禁止帯PR1を通過して漏出するのは阻止される。このような作用をより有効にするにはらせん溝GR3の図示下方に位置する軸受溝GR3bでのポンプ作用をより大きくすることが好ましい。これを実現するには、例えば、らせん溝GR3の図示下方に位置する軸受溝GR3bの図示下方部分の隙間を狭くすれば良い。 In FIG. 3, there is a spiral groove GR3 on the surface of the fixed body extension 31d located below the annular forbidden band PR1, and this surface is opposed to the surface of the third rotating member 24 with a small gap. This is filled with the liquid metal lubricant LM, and constitutes a third radial bearing BR3. Of the helical groove GR3, the bearing groove GR3a located in the upper part of the figure is formed in a narrower range than the bearing groove GR3b located in the lower part of the figure. Accordingly, when there is no additional supply of the new liquid metal lubricant LM when the rotating body 20 is rotating, only the region BR3a composed of the bearing groove GR3a and a part of the bearing groove GR3b located above the spiral groove GR3 in the drawing is only provided. liquid metal lubricant LM is that is captured by the. In FIG. 3, when the liquid metal lubricant LM is added to the third radial bearing BR3, a force that pushes upward in the figure is generated due to an increase in pumping action in the bearing groove GR3b in the lower part of the spiral groove GR3 in the figure. In this way, the liquid metal lubricant LM is prevented from leaking through the annular forbidden band PR1. In order to make such an action more effective, it is preferable to further increase the pump action in the bearing groove GR3b located below the spiral groove GR3 in the figure. In order to realize this, for example, the gap in the lower portion of the bearing groove GR3b shown in the drawing below the spiral groove GR3 may be narrowed.

図2に示すように、環状深溝DR1,DR2,DR3の環状側壁において各環状底面に近い位置に開口し、各ラジアル軸受BR1,BR2に実質的に平行であって、環状深溝DR1の環状側壁と環状深溝DR2の環状側壁とを結合する16個程度の気体通路RG1及び環状深溝DR2の環状側壁と環状深溝DR3の環状側壁とを結合する16個程度の気体通路RG2とが固定胴体部分31に環状に配列されている。また、固定体延長部分31dの終端で下方径小部分31eと繋がった隅部31fに開口し、固定体延長部分31dに最も近い位置にある環状深溝DR3の環状側壁DR3Wにおいてその環状底面に近い位置に開口した16個程度の気体通路RG3が設けられている。気体通路RG1,RG2,RG3は液体金属潤滑剤LMで濡れない表面を持つ極細い管又は海綿状の物体でできており、液体金属潤滑剤LMは実質的に通過させないが気体は通過するようになっている。これらは、比較的大きな穴をあけてこの中に狭いスリットを有する棒状の物体を挿入しても実現できる。   As shown in FIG. 2, the annular side walls of the annular deep grooves DR1, DR2, DR3 open to positions close to the annular bottom surfaces, and are substantially parallel to the radial bearings BR1, BR2, and the annular sidewalls of the annular deep grooves DR1 About 16 gas passages RG1 connecting the annular side wall of the annular deep groove DR2 and about 16 gas passages RG2 connecting the annular side wall of the annular deep groove DR2 and the annular side wall of the annular deep groove DR3 are annular to the fixed body portion 31. Is arranged. Further, at the terminal end of the fixed body extension portion 31d, an opening is opened at the corner portion 31f connected to the lower-diameter small portion 31e, and the annular side wall DR3W of the annular deep groove DR3 closest to the fixed body extension portion 31d is located near the annular bottom surface. There are provided about 16 gas passages RG3 that are open at the same time. The gas passages RG1, RG2, and RG3 are made of an extremely thin tube or a sponge-like object having a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant LM so that the liquid metal lubricant LM does not substantially pass but the gas passes. It has become. These can also be realized by making a relatively large hole and inserting a rod-shaped object having a narrow slit therein.

図2において、第3の回転体部材24の図示下端部には、固定胴体部分31の表面と0.1mm程度の隙間を保って対向した表面を有する回転環状体28が図示しないネジ等によって取り付けられている。回転環状体28の内径小部の内表面には、0.1mm程度の深さがあり、1mm程度のピッチをもって中心軸C−C’に沿った方向に分離した環状の溝でできた分離環状溝28aが設けてある。これは、各々中心軸C−C’に沿った方向のらせん溝であっても良い。回転環状体28と第3の回転体部材24との接続によって生じる回転体隅部28bと回転環状体28の分離環状溝28aとを繋ぐ多数の穴から成る帰還孔28cが中心軸C−C’の周りに環状に配列して設けられている。分離環状溝28aは液体金属潤滑剤LMを帰還孔28cに導く導入手段となっている。回転環状体28の内径小部の図示下端部は回転体の終端部28eであり、この内表面と前記下方径小部分31eの外表面との間の環状の隙間は前記の端部開口を成している。   In FIG. 2, a rotating annular body 28 having a surface facing the surface of the fixed body portion 31 with a clearance of about 0.1 mm is attached to the lower end of the third rotating body member 24 with screws or the like (not shown). It has been. The inner surface of the small inner diameter portion of the rotating annular body 28 has a depth of about 0.1 mm, and a separation ring made of annular grooves separated in a direction along the central axis CC ′ with a pitch of about 1 mm. A groove 28a is provided. This may be a spiral groove in the direction along the central axis C-C ′. A feedback hole 28c comprising a number of holes connecting the rotating body corner 28b generated by the connection between the rotating annular body 28 and the third rotating body member 24 and the separation annular groove 28a of the rotating annular body 28 is a central axis CC ′. Are arranged in an annular shape around. The separation annular groove 28a serves as introduction means for guiding the liquid metal lubricant LM to the return hole 28c. The lower end portion of the small inner diameter portion of the rotating annular body 28 is a terminal end portion 28e of the rotating body, and the annular gap between the inner surface and the outer surface of the lower small diameter portion 31e forms the end opening. is doing.

回転環状体28は液体金属潤滑剤LMで濡れない材質でできており、又は、帰還孔28cの内表面及び固定胴体部分31に対向する回転環状体28の表面は液体金属潤滑剤LMで濡れない面となっている。これらの表面に隙間を保って対向する固定胴体部分31の下方径小部分31eの表面も濡れない表面が形成されている。これらの隙間は前記スラスト軸受BA1,BA2及び第1及び第2のラジアル軸受BR1,BR2の隙間よりも大きい為に互いに対向する面はどのような状態においても機械的に接触することがないようになっている。   The rotating annular body 28 is made of a material that is not wetted by the liquid metal lubricant LM, or the inner surface of the return hole 28c and the surface of the rotating annular body 28 facing the fixed body portion 31 are not wetted by the liquid metal lubricant LM. It is a surface. The surfaces of the lower-diameter small portions 31e of the fixed body portions 31 facing each other with a gap between them are also formed so as not to get wet. Since these gaps are larger than the gaps of the thrust bearings BA1, BA2 and the first and second radial bearings BR1, BR2, the surfaces facing each other are not mechanically contacted in any state. It has become.

図1に示すように、固定体30の陽極固定部分31cの近傍に環状カバー33が取り付けられており、環状カバー33の内表面及び外表面は、回転環状体28及び第3の回転体部材24の外表面と、第4の回転体部材25と第2の回転体部材23の内面に隙間を保って対向して設けられている。陽極固定部分31cの近傍で環状カバー33よりも図示下方において環状体34が固定体30に溶接等により気密に接続されており、周辺部が封止リング35を介して真空容器1の絶縁体部分に気密に接続され、内部が排気されて真空空間1aを形成する。 As shown in FIG. 1, an annular cover 33 is attached in the vicinity of the anode fixing portion 31 c of the fixed body 30 , and the inner surface and the outer surface of the annular cover 33 are the rotating annular body 28 and the third rotating body member 24. Are provided opposite to each other and the inner surfaces of the fourth rotating member 25 and the second rotating member 23 with a gap therebetween. An annular body 34 is hermetically connected to the stationary body 30 by welding or the like in the vicinity of the anode fixing portion 31 c and below the annular cover 33 in the drawing, and the peripheral portion is an insulating portion of the vacuum vessel 1 through a sealing ring 35. And the interior is evacuated to form a vacuum space 1a.

回転機構10への液体金属潤滑剤LMの封入方法について図2を参照して説明する。先ず、固定体30の固定胴体部分31を第3の回転体部材24内に中心軸C−C’が一致するように挿入し、固定体径小部分31bの図示上端部が回転体突出部24cの中央穴の図示下方に位置させ、且つ図示最下方に位置する環状深溝DR3の図示下方壁DR3Wが回転体下端24dよりも図示上方に位置させた状態で仮固定する。この際、軸受溝GR1,GR2の部分を液体金属潤滑剤LMで予め濡らしておくことが好ましい。この状態では、図示上部に回転体突出部24cの中央穴が空芯の状態になっているので、この穴から液体金属潤滑剤LMを大気中で滴下して挿入する。充填する液体金属潤滑剤LMの量は、第3の回転体部材24と固定体30で囲まれた空間の80%以上、100%未満が適当であるが、特に85%程度が好ましい。固定胴体部分31には環状深溝DR1,DR2,DR3と、これらを連結する多数の潤滑剤通路RR1、RR2が設けられており、多数の大きな断面を有する気体通路としても作動するので挿入された液体金属潤滑剤LMよりも内部にある気体は重力加速度により容易に置換される。後述するように、軸受隙間その他の部分に気体が残っていても、液体金属潤滑剤LM自体に気体が含まれていても、排気工程中にこれらの気体は液体金属潤滑剤LMに邪魔されることなく容易に排気される。このような理由で、特開平9−35633号公報や特開平5−12997号公報に開示されているような真空容器内での作業等の特別な工程も組立の為の真空容器等の特別な設備を必要としない。 A method of enclosing the liquid metal lubricant LM in the rotation mechanism 10 will be described with reference to FIG. First, the fixed body portion 31 of the fixed body 30 is inserted into the third rotating body member 24 so that the central axes CC ′ coincide with each other, and the illustrated upper end portion of the fixed body small diameter portion 31b is the rotating body protruding portion 24c. The lower wall DR3W of the annular deep groove DR3 located at the lower side of the central hole of the figure and located at the lowermost side of the figure is temporarily fixed in a state of being located above the lower end 24d of the rotating body. At this time, the bearing grooves GR1 and GR2 are preferably wetted in advance with the liquid metal lubricant LM. In this state, since the central hole of the rotating body protrusion 24c is in an air core state in the upper part of the figure, the liquid metal lubricant LM is dropped from the hole and inserted in the atmosphere. The amount of the liquid metal lubricant LM to be filled is appropriately 80% or more and less than 100% of the space surrounded by the third rotating body member 24 and the fixed body 30 , but is preferably about 85%. The fixed body portion 31 is provided with annular deep grooves DR1, DR2 and DR3 and a large number of lubricant passages RR1 and RR2 for connecting them, and also operates as a gas passage having a large number of large cross sections. The gas inside the metal lubricant LM is easily replaced by gravitational acceleration. As will be described later, even if gas remains in the bearing gap and other parts, or even if the liquid metal lubricant LM itself contains gas, these gases are obstructed by the liquid metal lubricant LM during the exhaust process. Easily exhausted without For this reason, special processes such as work in a vacuum vessel as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-35633 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-12997 are also special cases such as a vacuum vessel for assembly. No equipment is required.

前記のように、図3において図示最下方に位置する環状禁止帯PR1は液体金属潤滑剤LMで濡れない面と成っているので、挿入された液体金属潤滑剤LMはこの隙間に進入できないで図示最下方に位置する環状深溝DR3に溜まってゆく。更に挿入された液体金属潤滑剤LMは環状に連結された多数の潤滑剤通路RR2内の気体と置換されながら潤滑剤通路RR2内に満たされる。同様にして、図示上方に位置する環状深溝DR2内、潤滑剤通路RR1内、環状深溝DR1内が順次液体金属潤滑剤LMで満たされる。この際、液体金属潤滑剤LMの気体通路RG1,RG2,RG3内への進入は表面張力によって阻止される。   As described above, since the annular forbidden band PR1 located at the lowermost position in FIG. 3 is a surface that does not get wet with the liquid metal lubricant LM, the inserted liquid metal lubricant LM cannot enter this gap. It accumulates in the annular deep groove DR3 located at the lowermost position. Further, the inserted liquid metal lubricant LM is filled in the lubricant passage RR2 while being replaced with a gas in a plurality of annularly connected lubricant passages RR2. Similarly, the annular deep groove DR2, located in the upper part of the figure, the lubricant passage RR1, and the annular deep groove DR1 are sequentially filled with the liquid metal lubricant LM. At this time, the liquid metal lubricant LM is prevented from entering the gas passages RG1, RG2, RG3 by the surface tension.

予め定められた量の液体金属潤滑剤LMが挿入された後に、回転環状体28を、第3の回転体部材24内に図示下方から押し上げて図示しないネジ等によって固定する。この際、固定体30の上方肩部31aに取り付けられた仕切板36の図示上方表面が回転体突出部24cの図示下方表面に近接するまで固定胴体部分31を相対的に移動することになる。この状態では、固定体径小部分31bの上端部分は回転体突出部24cを貫通して上方に位置している。この部分に、軸受円板32を挿入して止め金等で中心軸C−C’に沿った方向に移動せず、固定胴体部分31と相対的に回転しないように取り付ける。次に、回転蓋27を第3の回転体部材24に取り付けてネジ締めする。 After the predetermined amount of the liquid metal lubricant LM is inserted, the rotary annular body 28 is pushed up into the third rotary member 24 from below in the figure and fixed by screws or the like (not shown). At this time, the fixed body portion 31 is relatively moved until the illustrated upper surface of the partition plate 36 attached to the upper shoulder portion 31a of the fixed body 30 comes close to the illustrated lower surface of the rotating body protruding portion 24c. In this state, the upper end portion of the fixed body small-diameter portion 31b is positioned above through the rotating body protruding portion 24c. A bearing disc 32 is inserted into this portion and attached so as not to move in the direction along the central axis CC ′ with a stopper or the like and to rotate relative to the fixed body portion 31. Next, the rotary lid 27 is attached to the third rotary member 24 and screwed.

次に回転陽極型X線管の組立方法について図1を参照して説明する。上記のようにして組立てた第3の回転体部材24の一部分24aを第2の回転体部材23の他端部23bにネジ等によって固定する。X線ターゲット3、遮蔽筒6、ターゲット支持体21、ロータ26を取り付けた第1の回転体部材22の他端部22bと、前記のようにして組立たれた第2の回転体部材23の一端部23aとをネジ等によって固定する。次に、環状カバー33を陽極固定部分31cに装着し、第4の回転体部材25を第2の回転体部材23の一端部23aに固定する。陽極固定部分31cの近傍で環状カバー33よりも図示下方において環状体34を固定体30に溶接等により気密に接続し、封止リング35を介して周辺部を真空容器1に気密に接続し、内部を排気して回転陽極型X線管に組立てる。以下にこのようにして組立てられた回転陽極型X線管を排気する方法について説明する。 Next, a method for assembling the rotary anode type X-ray tube will be described with reference to FIG. A part 24 a of the third rotating member 24 assembled as described above is fixed to the other end 23 b of the second rotating member 23 with a screw or the like. The other end 22b of the first rotating member 22 to which the X-ray target 3, the shielding cylinder 6, the target support 21, and the rotor 26 are attached, and one end of the second rotating member 23 assembled as described above. The part 23a is fixed with screws or the like. Next, the annular cover 33 is attached to the anode fixing portion 31 c and the fourth rotating body member 25 is fixed to the one end portion 23 a of the second rotating body member 23. In the vicinity of the anode fixing portion 31c, the annular body 34 is connected to the fixing body 30 in an airtight manner below the annular cover 33 by welding or the like, and the peripheral portion is connected to the vacuum vessel 1 through the sealing ring 35 in an airtight manner. The inside is evacuated and assembled into a rotating anode X-ray tube. A method for exhausting the rotary anode X-ray tube assembled in this way will be described below.

本実施例の回転陽極型X線管を排気するにあたっては、排気工程の全工程において回転陽極型X線管の管軸の方向を変化させる必要はないが、陽極の中心軸C−C’すなわち回転陽極型X線管の管軸C−C’を水平方向にしておくことが好ましい。管軸C−C’を水平方向にした場合の回転機構10内における液体金属潤滑剤LMの分布の様子を断面図で図4及び図5に示している。図4は回転体20が静止している場合であり、図5は回転体20が高速度で回転している場合を表している。 In exhausting the rotary anode X-ray tube of the present embodiment, it is not necessary to change the direction of the tube axis of the rotary anode X-ray tube in the entire exhaust process, but the central axis CC ′ of the anode, that is, It is preferable that the tube axis CC ′ of the rotary anode type X-ray tube be in the horizontal direction. FIGS. 4 and 5 are sectional views showing the distribution of the liquid metal lubricant LM in the rotation mechanism 10 when the tube axis CC ′ is set in the horizontal direction. FIG. 4 shows a case where the rotating body 20 is stationary, and FIG. 5 shows a case where the rotating body 20 is rotating at a high speed.

先ず、図4を参照して回転体20が静止している場合について述べる。各すべり軸受BA1,BA2,BR1,BR2は各軸受隙間及び各軸受溝に液体金属潤滑剤LMで満たされている。第3のラジアル軸受BR3は前記のように一部分の領域のみに液体金属潤滑剤LMで満たされており、他の部分では液体金属潤滑剤LMが不足している。液体金属潤滑剤LMは回転体20と固定体30とで囲まれてできる領域の容積の85%程度であり、潤滑剤通路RR1,RR2の少なくとも各1個は、液体金属潤滑剤LMの喫水線LLよりも鉛直上方に位置するように固定体30の周辺に配列されているので、図示上方にある潤滑剤通路RR1,RR2の少なくとも各1個は液体金属潤滑剤LMで満たされないものが存在する。気体通路RG1、RG2,RG3は環状深溝DR1,DR2,DR3から成る環状リザーバ内の液体金属潤滑剤LMで閉じられており、第3のラジアル軸受BR3を境界として、環状禁止帯PR1の隙間及び、環状深溝DR1,DR2,DR3、扁平隙間DS1,DS2、潤滑剤通路RR4,環状隙間DA1内の前記喫水線LLより鉛直上方に位置する部分は連結された回転機構内空間VA1を形成している。
First, the case where the rotating body 20 is stationary will be described with reference to FIG. Each slide bearing BA1, BA2, BR1, BR2 is filled with a liquid metal lubricant LM in each bearing gap and each bearing groove. Third radial bearing BR3 is the are filled with liquid metal lubricant LM only in the region of a portion as has been insufficient liquid metal lubricant LM in the other portions. The liquid metal lubricant LM is about 85% of the volume of the region surrounded by the rotating body 20 and the fixed body 30, and at least one of the lubricant passages RR1 and RR2 is the water line LL of the liquid metal lubricant LM. because it is arranged around the fixed body 30 to also positioned vertically above the at least one each of the lubricant passage RR1, RR2 in the illustrated upward there are those that are not filled with a liquid metal lubricant LM. The gas passages RG1, RG2, RG3 are closed by the liquid metal lubricant LM in the annular reservoir formed of the annular deep grooves DR1, DR2, DR3, and the clearance of the annular forbidden band PR1 with the third radial bearing BR3 as a boundary, The portions located vertically above the draft line LL in the annular deep grooves DR1, DR2, DR3, the flat gaps DS1, DS2, the lubricant passage RR4, and the annular gap DA1 form a connected rotation mechanism internal space VA1.

第3のラジアル軸受BR3内の領域BR3bより図示左側は真空容器1の内部空間1aに連通しており気体が通過できるようになっている。真空容器1の内部空間1aが図示しない排気管を介して図示しない真空ポンプで排気された場合、真空容器1の内部空間1aと回転機構内空間VA1との間で圧力差を生じ、第3のラジアル軸受BR3の領域BR3aに保持されていた液体金属潤滑剤LMは領域BR3bの方向に広げられ破断して臨時の気体通路を形成し、真空容器1の内部空間1aと回転機構内空間VA1との間は排気経路として結合されて回転機構内空間VA1内は徐々に排気される。液体金属潤滑剤LMと気体とが概略分離されており、且つ液体金属潤滑剤LMの移動が容易になっており、液体金属潤滑剤LM内に含まれる気体の分離が容易に行われるので、気体の急激な膨張等で液体金属潤滑剤LMを弾き飛ばすような不都合は生じないようになっている。液体金属潤滑剤LMの内部又は前記回転機構内空間VA1内で液体金属潤滑剤LMによって部分的に封じ込められた気体の膨張によって液体金属潤滑剤LMが潤滑剤通路RR1,RR2内又は環状深溝DR1,DR2,DR3内で移動させられて回転機構内空間VA1に合流した場合、回転機構内空間VA1の容積が大きいので、気体は圧力が低くなり前記のようにして前記気体通路を通過して真空容器1の内部空間1aに移動する。液体金属潤滑剤LMの一部が移動されられたとしても他の液体金属潤滑剤LMがいずれかの潤滑剤通路RR1,RR2を通過して喫水線のレベルは実質的に変化しない。   The left side of the region BR3b in the third radial bearing BR3 communicates with the internal space 1a of the vacuum vessel 1 so that gas can pass therethrough. When the internal space 1a of the vacuum vessel 1 is evacuated by a vacuum pump (not shown) through an exhaust pipe (not shown), a pressure difference is generated between the internal space 1a of the vacuum vessel 1 and the space VA1 in the rotating mechanism, and the third The liquid metal lubricant LM held in the region BR3a of the radial bearing BR3 expands in the direction of the region BR3b and breaks to form a temporary gas passage, and the internal space 1a of the vacuum vessel 1 and the rotation mechanism internal space VA1 The space is coupled as an exhaust path, and the space in the internal space VA1 is gradually exhausted. Since the liquid metal lubricant LM and the gas are roughly separated and the movement of the liquid metal lubricant LM is facilitated, and the gas contained in the liquid metal lubricant LM is easily separated, the gas Therefore, there is no inconvenience that the liquid metal lubricant LM is blown off due to the rapid expansion of the liquid. The liquid metal lubricant LM is expanded in the lubricant passages RR1, RR2 or in the annular deep groove DR1, by the expansion of the gas partially enclosed by the liquid metal lubricant LM in the liquid metal lubricant LM or in the internal space VA1 of the rotation mechanism. When moved in DR2 and DR3 and merged with the rotation mechanism internal space VA1, the volume of the rotation mechanism internal space VA1 is large, so that the gas becomes low in pressure and passes through the gas passage as described above to pass through the vacuum vessel. It moves to 1 internal space 1a. Even if a part of the liquid metal lubricant LM is moved, the other liquid metal lubricant LM passes through one of the lubricant passages RR1 and RR2, and the level of the waterline does not substantially change.

回転機構内空間VA1が高真空に排気されるまで常温に保たれている為に軸受表面が実質的に酸化されることが無く、特開平4−363844号公報に開示されているような液体金属潤滑剤LMとの反応層を予め真空中で作成しておく等の特別な処理を必要としない。高真空に到達した状態で、ステータ40に通電して回転体20を低速度で回転させると、環状深溝DR1,DR2,DR3から成る環状リザーバから前記各軸受隙間内に液体金属潤滑剤LMが吸引され、軸受面全体がよく濡れるとともに環状深溝DR1、DR2、DR3や潤滑剤通路RR1,RR2内の液体金属潤滑剤LMが循環することによって液体金属潤滑剤LMに含まれている気体が分離されて前記の気体通路を通って排気される。 Since the rotation mechanism internal space VA1 is kept at room temperature until it is evacuated to a high vacuum, the bearing surface is not substantially oxidized, and a liquid metal as disclosed in JP-A-4-363844 is disclosed. There is no need for special treatment such as preparing a reaction layer with the lubricant LM in advance in a vacuum. When the stator 40 is energized and the rotator 20 is rotated at a low speed in a state where a high vacuum is reached, the liquid metal lubricant LM is sucked into the bearing gaps from the annular reservoir formed by the annular deep grooves DR1, DR2, DR3. As a result, the entire bearing surface gets wet well and the liquid metal lubricant LM in the annular deep grooves DR1, DR2, DR3 and the lubricant passages RR1, RR2 circulates to separate the gas contained in the liquid metal lubricant LM. The gas is exhausted through the gas passage.

上記のようにして軸受面が完全に濡れており且つ回転機構内空間VA1が十分に高真空になった状態で、真空容器1の外部から高周波加熱又は電気炉などにより、回転機構10内の温度を徐々に高めてゆくと液体金属潤滑剤LM内に閉じ込められていた気体や軸受を構成する材質に吸着されていた気体が放出され、前記と同様にして真空容器1の内部空間1aを経由して図示しない真空ポンプで排気される。この際、液体金属潤滑剤LMの量は各動圧式すべり軸受BA1、BA2、BR1、BR2が正常に作動するのに必要な量よりもはるかに多く、且つ液体金属潤滑剤LMが循環するので排気工程に於ける液体金属潤滑剤LM自体の酸化等は問題とならない程度である。 In the state where the bearing surface is completely wet as described above and the space VA1 in the rotation mechanism is sufficiently high in vacuum, the temperature in the rotation mechanism 10 is increased from the outside of the vacuum vessel 1 by high-frequency heating or an electric furnace. When the gas is gradually increased, the gas confined in the liquid metal lubricant LM and the gas adsorbed by the material constituting the bearing are released, and through the internal space 1a of the vacuum vessel 1 in the same manner as described above. The air is exhausted by a vacuum pump (not shown). At this time, the amount of the liquid metal lubricant LM is much larger than the amount necessary for each dynamic pressure type slide bearing BA1, BA2, BR1, BR2 to operate normally, and the liquid metal lubricant LM circulates, so that the exhaust gas is exhausted. The oxidation of the liquid metal lubricant LM itself in the process is not a problem.

各軸受面が液体金属潤滑剤LMで完全に濡れた場合には、気体は軸受隙間を通って移動することが困難になるが、本発明では各すべり軸受をバイパスする多数の潤滑剤通路RR1,RR2を含んでおり、その内の少なくとも各1個の潤滑剤通路RR1,RR2は気体が自由に移動できる状態になっており、すべり軸受内の液体金属潤滑剤LMに過大な圧力を与えることなく排気される。又、後述するように、回転体20が回転しているときには、図5に示すように気体通路RG1,RG2,RG3の開口を覆っていた液体金属潤滑剤LMが除けられて連通した通路が生じ、回転機構の内部が容易に排気される。従って、例えば特開平5−290734号公報に開示されているような、排気工程中に軸受隙間を強制的に変化させる工程等が不要である。このように、本発明に係わる回転陽極型X線管は特別な装置や特別な操作等を必要とせずに容易に短時間に製造することができる。 When each bearing surface is completely wetted with the liquid metal lubricant LM, it becomes difficult for the gas to move through the bearing gap. However, in the present invention, a large number of lubricant passages RR1, which bypass each slide bearing, are used. RR2 is included, and at least one of the lubricant passages RR1 and RR2 is in a state in which the gas can freely move without applying excessive pressure to the liquid metal lubricant LM in the slide bearing. Exhausted. Further, as will be described later, when the rotating body 20 is rotating, as shown in FIG. 5, a passage is formed in which the liquid metal lubricant LM covering the openings of the gas passages RG1, RG2, RG3 is removed. The inside of the rotation mechanism is easily exhausted. Therefore, there is no need for a step of forcibly changing the bearing gap during the exhaust process, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-290734. As described above, the rotary anode X-ray tube according to the present invention can be easily manufactured in a short time without requiring any special apparatus or special operation.

次に、完成した回転陽極型X線管の管軸C−C’が水平方向にある場合の動作について説明する。スラスト軸受BA1は液体金属潤滑剤LMが供給されている扁平隙間DS2及び環状隙間DA1に両側から連通しており液体金属潤滑剤LMの授受が行われる。液体金属潤滑剤LMが供給されている扁平隙間DS2は液体金属潤滑剤LMが供給されている扁平隙間DS1に潤滑剤通路RR3と環状隙間DA2を通じて連通されており、扁平隙間DS1は潤滑剤通路RR4によって環状隙間DA1に連通しているので、スラスト軸受BA1は他の動圧式すべり軸受を通過しないで閉じた循環路を構成している。潤滑剤通路RR4は回転体突出部24c内に管軸C−C’から傾斜して設けられており、潤滑剤通路RR4内にある液体金属潤滑剤LMは遠心力を受けて環状隙間DA1に向かう圧力を受ける。前述のように、環状隙間DA1内及びスラスト軸受BA1内に液体金属潤滑剤LMが満たされていてスラスト軸受BA1に十分な圧力が生じているときには潤滑剤通路RR4内にある液体金属潤滑剤LMは液体金属潤滑剤LM内に圧力の増加をもたらすだけで、スラスト軸受BA1の動作に殆ど影響を与えない。環状隙間DA1内に液体金属潤滑剤LMで満たされていない空間が生じれば潤滑剤通路RR4内にある液体金属潤滑剤LMは遠心力を受けて環状隙間DA1を満たすように移動する。回転体20に中心軸C−C’に沿った方向の外力が加わり、スラスト軸受BA1の隙間が変化した場合には前記の循環路を通って液体金属潤滑剤LMが移動することによってスラスト軸受BA1内の液体金属潤滑剤LMの量は適正化される。 Next, an operation when the tube axis CC ′ of the completed rotary anode X-ray tube is in the horizontal direction will be described. The thrust bearing BA1 communicates from both sides to the flat gap DS2 and the annular gap DA1 to which the liquid metal lubricant LM is supplied, and the liquid metal lubricant LM is exchanged. The flat gap DS2 to which the liquid metal lubricant LM is supplied communicates with the flat gap DS1 to which the liquid metal lubricant LM is supplied through the lubricant passage RR3 and the annular gap DA2, and the flat gap DS1 is connected to the lubricant passage RR4. Therefore, the thrust bearing BA1 forms a closed circulation path without passing through another dynamic pressure type sliding bearing. The lubricant passage RR4 is provided in the rotating body protrusion 24c so as to be inclined from the tube axis CC ′, and the liquid metal lubricant LM in the lubricant passage RR4 receives the centrifugal force and travels toward the annular gap DA1. Under pressure. As described above, when the liquid metal lubricant LM is filled in the annular gap DA1 and the thrust bearing BA1 and sufficient pressure is generated in the thrust bearing BA1, the liquid metal lubricant LM in the lubricant passage RR4 is It only causes an increase in pressure in the liquid metal lubricant LM and has little effect on the operation of the thrust bearing BA1. If a space that is not filled with the liquid metal lubricant LM is generated in the annular gap DA1, the liquid metal lubricant LM in the lubricant passage RR4 is moved by the centrifugal force so as to fill the annular gap DA1. When an external force in the direction along the central axis CC ′ is applied to the rotating body 20 and the clearance of the thrust bearing BA1 changes, the liquid metal lubricant LM moves through the circulation path, whereby the thrust bearing BA1. The amount of the liquid metal lubricant LM in the inside is optimized.

同様に、スラスト軸受BA2の外側は液体金属潤滑剤LMが供給されている環状隙間DA1に、スラスト軸受BA2の内側は環状隙間DA2を通じて扁平隙間DS1に連通しており、環状隙間DA1は潤滑剤通路RR4を通じて扁平隙間DS1に連通しているので、スラスト軸受BA2は他の動圧式すべり軸受を通過しないで閉じた循環路を構成している。スラスト軸受BA2内の液体金属潤滑剤LMの授受は前述のスラスト軸受BA1内の液体金属潤滑剤LMと同様に行われ、それぞれの動作が独立に行われる。   Similarly, the outside of the thrust bearing BA2 communicates with the annular gap DA1 to which the liquid metal lubricant LM is supplied, and the inside of the thrust bearing BA2 communicates with the flat gap DS1 through the annular gap DA2. The annular gap DA1 is connected to the lubricant passage. Since it communicates with the flat gap DS1 through RR4, the thrust bearing BA2 constitutes a closed circulation path without passing through other dynamic pressure type slide bearings. The exchange of the liquid metal lubricant LM in the thrust bearing BA2 is performed in the same manner as the liquid metal lubricant LM in the thrust bearing BA1, and the respective operations are performed independently.

回転体20の回転中心軸の角度が微小にずれた場合に軸受円板32は固定体30の中心軸C−C’に対して傾くことができるので、スラスト軸受BA1及びスラスト軸受BA2のそれぞれの隙間は径方向に傾斜する必要が無く、安定な動作が保証される。この効果は、第1及び第2のラジアル軸受BR1,BR2の間隔が相対的に短い場合や、第1及び第2のラジアル軸受BR1,BR2の軸受面間の隙間が相対的に大きい場合や、スラスト軸受BA1、BA2の直径が相対的に大きい場合等に顕著に現れる。更に、スラスト軸受BA1、BA2のそれぞれの軸受面間の隙間を従来よりも狭くしても対向する軸受表面が常に平行に保たれるので安定して大きな軸受圧力を生じるようになっている。従って、スラスト軸受BA1、BA2のそれぞれの軸受隙間を従来よりも狭くできるので、回転体20の管軸C−C’方向の移動量をより小さく制限することができる。 Since the bearing disc 32 can be inclined with respect to the central axis CC ′ of the fixed body 30 when the angle of the rotation center axis of the rotary body 20 is slightly shifted, each of the thrust bearing BA1 and the thrust bearing BA2 The gap does not need to be inclined in the radial direction, and stable operation is guaranteed. This effect is obtained when the distance between the first and second radial bearings BR1 and BR2 is relatively short, or when the gap between the bearing surfaces of the first and second radial bearings BR1 and BR2 is relatively large, This is noticeable when the diameter of the thrust bearings BA1 and BA2 is relatively large. Furthermore, even if the clearance between the respective bearing surfaces of the thrust bearings BA1 and BA2 is narrower than in the prior art, the opposing bearing surfaces are always kept in parallel, so that a large bearing pressure is stably generated. Therefore, since the bearing clearances of the thrust bearings BA1 and BA2 can be made narrower than in the prior art, the moving amount of the rotating body 20 in the tube axis CC ′ direction can be limited to be smaller.

次に、第1のラジアル軸受BR1の動作について図4と図5を参照して説明する。第1のラジアル軸受BR1の両端には液体金属潤滑剤LMが供給された深さが4mm程度で幅が2mm程度の環状深溝DR1と環状深溝DR2とがあり、これらは多数の潤滑剤通路RR1によって連結されており、閉じた循環路を形成している。管軸C−C’が水平方向で回転体20が静止している場合、液体金属潤滑剤LMの量は、図4で示すように液体金属潤滑剤LMで満たされない空間VA1を生じるように定められているとともに、潤滑剤通路RR1の少なくとも一部分は貫通した通気路を形成している。 Next, the operation of the first radial bearing BR1 will be described with reference to FIGS. At both ends of the first radial bearing BR1, there are an annular deep groove DR1 and an annular deep groove DR2 having a depth of about 4 mm and a width of about 2 mm to which the liquid metal lubricant LM is supplied. These are formed by a number of lubricant passages RR1. They are connected to form a closed circuit. When the tube axis CC ′ is horizontal and the rotating body 20 is stationary, the amount of the liquid metal lubricant LM is determined so as to create a space VA1 that is not filled with the liquid metal lubricant LM as shown in FIG. In addition, at least a part of the lubricant passage RR1 forms a through passage.

管軸C−C’が水平方向で回転体20が高速度で回転している場合における液体金属潤滑剤LMの分布の様子を図5に示している。回転体20が回転中には、第1のラジアル軸受BR1の軸受溝内及び軸受隙間内には環状深溝DR1と環状深溝DR2から吸引されて液体金属潤滑剤LMを押込む力が生じる。この軸受隙間には大きな軸受力が発生しており、液体金属潤滑剤LMは実質的にすべり軸受内に補足されて管軸方向には実質的に移動できなくなっている。回転体20が回転中に、これに径方向の外力が印加されて軸受隙間の大きさが変化した場合又は対向する軸受面が固定体表面に対して傾斜した場合には環状深溝DR1と環状深溝DR2から液体金属潤滑剤LMが流入又は流出してラジアル軸受BR1内の液体金属潤滑剤LMの過不足が起こらない。この場合、これらが閉じた循環路を形成している為に他の動圧式すべり軸受の特性に実質的に影響を与えないので安定な動作を得られる。この状況は、ラジアル軸受BR2についても同様に作用し、又管軸C−C’の方向の如何にかかわらず、同様である。 FIG. 5 shows the distribution state of the liquid metal lubricant LM when the tube axis CC ′ is in the horizontal direction and the rotating body 20 is rotating at a high speed. While the rotating body 20 is rotating, a force is generated in the bearing groove and the bearing gap of the first radial bearing BR1 so as to be sucked from the annular deep groove DR1 and the annular deep groove DR2 and push the liquid metal lubricant LM. A large bearing force is generated in the bearing gap, and the liquid metal lubricant LM is substantially captured in the slide bearing and cannot substantially move in the tube axis direction. When the rotary body 20 is rotating, when a radial external force is applied to the rotary body 20 to change the size of the bearing gap, or when the opposing bearing surface is inclined with respect to the fixed body surface, the annular deep groove DR1 and the annular deep groove The liquid metal lubricant LM flows in or out from DR2, and the liquid metal lubricant LM in the radial bearing BR1 does not become excessive or insufficient. In this case, since these form a closed circulation path, the characteristics of other hydrodynamic slide bearings are not substantially affected, so that stable operation can be obtained. This situation also applies to the radial bearing BR2 and is the same regardless of the direction of the tube axis CC ′.

環状深溝DR1,DR2,DR3に30μm程度の微小な隙間を保って対向する第3の回転体部材24の内面が高速に回転している場合には環状深溝DR1,DR2,DR3内の液体金属潤滑剤LMは、回転して遠心力によって内部に圧力を生じ、外周部分に貼り付けられるとともに、ラジアル軸受BR1、BR2内、潤滑剤通路RR1,RR2,RR4内、環状禁止帯PR1内等に押込む力を受ける。このようにして潤滑剤通路RR1,RR2は実質的に封鎖され、気体が通過しにくくなるが、実質的に液体金属潤滑剤LMが無くなっている、環状深溝DR1,DR2,DR3の底部は気体通路RG1,RG2で結合されており全体的に結合された回転機構内空間VA2を形成する。回転機構内空間VA2は気体通路RG3によって前記端部開口と連通しているので、回転機構10内の気体は、回転体20が回転している場合にも自動的に排気される。前述のように、前記排気工程でもこれと同様の作用がある。 When the inner surface of the third rotating member 24 facing the annular deep grooves DR1, DR2, DR3 with a small gap of about 30 μm is rotating at high speed, liquid metal lubrication in the annular deep grooves DR1, DR2, DR3 is performed. The agent LM rotates and generates pressure inside by centrifugal force and is affixed to the outer peripheral portion, and is pushed into the radial bearings BR1 and BR2, the lubricant passages RR1, RR2 and RR4, the annular forbidden band PR1, and the like. Receive power. In this way, the lubricant passages RR1 and RR2 are substantially sealed and the gas does not easily pass through, but the bottom of the annular deep grooves DR1, DR2 and DR3 where the liquid metal lubricant LM is substantially eliminated is the gas passage. The rotation mechanism internal space VA2 is formed by being connected by RG1 and RG2 and totally connected. Since the rotation mechanism internal space VA2 communicates with the end opening by the gas passage RG3, the gas in the rotation mechanism 10 is automatically exhausted even when the rotating body 20 is rotating. As described above, the exhaust process has the same effect.

前述のように、回転体20の奥の部分、例えば扁平隙間DS2内に突発的に気体が出現してその膨張等により部分的な高圧力が生じた場合には、一部の液体金属潤滑剤LMと気体がすべり軸受以外の通路、例えば潤滑剤通路RR3,扁平隙間DS1を通過して、環状深溝DR1の中に流れ込むが、これらの部分の容積は十分に大きいので途中で液体金属潤滑剤LMと気体とが分離して、結合された空間VA2で気体の圧力は低下し、気体通路RG3を通過して真空容器1内の真空空間1aに移動し、真空容器1内の図示しないゲッター等で除去される。このような現象は排気工程やその直後や実使用開始直後等に発生しやすい。 As described above, in the case where a gas suddenly appears in a deep part of the rotating body 20 , for example, in the flat gap DS2 and a partial high pressure is generated due to its expansion or the like, a part of the liquid metal lubricant LM and gas pass through passages other than the slide bearing, for example, the lubricant passage RR3 and the flat gap DS1 and flow into the annular deep groove DR1, but the volume of these portions is sufficiently large, so the liquid metal lubricant LM And gas are separated, the pressure of the gas decreases in the combined space VA2, passes through the gas passage RG3, moves to the vacuum space 1a in the vacuum vessel 1, and is obtained by a getter (not shown) in the vacuum vessel 1 Removed. Such a phenomenon is likely to occur immediately after the exhaust process or immediately after the start of actual use.

前述のように、回転体20が高速度で回転しているときには環状深溝DR3内にある液体金属潤滑剤LMは遠心力を受けて環状禁止帯PR1の方向に押しやられ、ここでの表面張力に打ち勝って第3のラジアル軸受BR3内に送り込まれる。送り込まれた液体金属潤滑剤LMは第3のラジアル軸受の領域BR3bに押しやられるが、この部分での液体金属潤滑剤LMを環状深溝DR3の方向に押しやるポンプ作用が勝るようになっているために、領域BR3bのどこかで境界面ができて平衡する。本発明の回転陽極型X線管をCTスキャナに適用した場合のように管軸C−C’から距離を隔てた装置の中心軸を回転中心として高速度で公転させられる場合には、回転陽極型X線管全体に大きな遠心力を受け、当然に液体金属潤滑剤LMにも強い遠心力が作用し、液体金属潤滑剤LMを第3のラジアル軸受BR3内に押込む力は大きくなるが、前記境界面が領域BR3b内で移動することによって両方の力が平衡する。このようにして、実使用時においても液体金属潤滑剤LMは第3のラジアル軸受BR3から外に漏出しないようになっている。これまで、管軸C−C’を水平にした場合について述べたが、回転機構内空間VA1,VA2が十分に高真空になった後は管軸C−C’の方向は任意に設定できる。 As described above, when the rotating body 20 is rotating at a high speed, the liquid metal lubricant LM in the annular deep groove DR3 receives centrifugal force and is pushed in the direction of the annular forbidden band PR1, and the surface tension here is reduced. It is overcome and fed into the third radial bearing BR3. The supplied liquid metal lubricant LM is pushed to the region BR3b of the third radial bearing, and the pump action for pushing the liquid metal lubricant LM in this portion in the direction of the annular deep groove DR3 is superior. , A boundary surface is formed somewhere in the region BR3b and is balanced. When the rotating anode type X-ray tube of the present invention is applied to a CT scanner and is revolved at a high speed around the central axis of the apparatus spaced apart from the tube axis CC ′, the rotating anode The entire type X-ray tube receives a large centrifugal force, and naturally, a strong centrifugal force acts on the liquid metal lubricant LM, and the force for pushing the liquid metal lubricant LM into the third radial bearing BR3 increases. Both forces are balanced by moving the boundary surface within the region BR3b. In this way, even during actual use, the liquid metal lubricant LM does not leak out from the third radial bearing BR3. So far, the case where the tube axis CC ′ is horizontal has been described, but the direction of the tube axis CC ′ can be arbitrarily set after the rotation mechanism internal spaces VA1, VA2 are sufficiently high in vacuum.

予期し得ない理由により液体金属潤滑剤LMが第3のラジアル軸受BR3を通過して回転体隅部28bと回転体径小隅部を経由して分離環状溝28aに到達した場合には、この液体金属潤滑剤LMは回転体20の回転時の遠心力で分離環状溝28aの内面に押し付けられる。押し付けられた液体金属潤滑剤LMは、分離環状溝28aと回転体隅部28bに開口した多数の穴でできた帰還孔28c内に前記遠心力で押しやられて回転体隅部28bに押し戻され、その量がある程度以上に達した場合には、近傍にある第3のラジアル軸受BR3によって前記のように環状深溝DR3内に戻される。帰還孔28cは液体金属潤滑剤LMで濡れない内面から成る多数の小孔で構成されており、通常は液体金属潤滑剤LMが入らないようになっており、強い遠心力を受けた場合のみ移動できるようになっている。従って、液体金属潤滑剤LMは帰還孔28c内を一方通行することになる。帰還孔28cは分離環状溝28aの中心軸C−C’に沿った方向での異なる位置にも前記と同様に設けられており、液体金属潤滑剤LMが上記のように帰還される確率が極めて高くなっている。 If the liquid metal lubricant LM passes through the third radial bearing BR3 and reaches the separation annular groove 28a via the rotating body corner portion 28b and the rotating body diameter small corner portion for an unexpected reason, The liquid metal lubricant LM is pressed against the inner surface of the separation annular groove 28a by the centrifugal force when the rotating body 20 rotates. The pressed liquid metal lubricant LM is pushed back by the centrifugal force into the return hole 28c formed by a large number of holes opened in the separation annular groove 28a and the rotating body corner 28b, and is pushed back to the rotating body corner 28b. When the amount reaches a certain level or more, it is returned to the annular deep groove DR3 as described above by the third radial bearing BR3 in the vicinity. The return hole 28c is composed of a large number of small holes made of an inner surface that is not wetted by the liquid metal lubricant LM. Normally, the liquid metal lubricant LM does not enter and moves only when a strong centrifugal force is applied. It can be done. Therefore, the liquid metal lubricant LM passes one way through the return hole 28c. The return holes 28c are also provided at different positions in the direction along the central axis CC ′ of the separation annular groove 28a in the same manner as described above, and the probability that the liquid metal lubricant LM is returned as described above is extremely high. It is high.

更に予期しない理由により液体金属潤滑剤LMが回転体の終端部28eを通過した場合には、環状カバー33によって通路が制限されているので、漏出してきた液体金属潤滑剤LMは、第3の回転体部材24と第2の回転体部材23との隙間の、環状カバー33の環状カバー先端部33aに導かれ、この近傍に空けられた第2の回転体部材23の小孔23cを通って遠心力によって第2の回転体部材23と第1の回転体部材22と第3の回転体部材24とで囲まれて閉じた空間に閉じ込められる。小孔23cは液体金属潤滑剤LMを前記閉じた空間に投入する為の投入手段となっており、環状カバー33は液体金属潤滑剤LMを前記投入手段の近傍に導く案内手段となっている。第1の回転体部材22は高温度になる為に、この中に入った液体金属潤滑剤LMは周囲の材質と反応して固着される。前記小孔23cに入らなかった液体金属潤滑剤LMは第4の回転体部材25によって真空容器1の真空空間1aに移動するのが防止される。このように、本実施例の回転陽極型X線管では事実上液体金属潤滑剤LMが真空容器1内の真空空間1aに漏出することが無いようになっている。   Further, when the liquid metal lubricant LM passes through the end portion 28e of the rotating body for an unexpected reason, the passage is restricted by the annular cover 33, so that the leaked liquid metal lubricant LM is not subjected to the third rotation. It is guided to the annular cover tip 33a of the annular cover 33 in the gap between the body member 24 and the second rotating body member 23, and is centrifuged through the small hole 23c of the second rotating body member 23 formed in the vicinity thereof. The force is confined in a closed space surrounded by the second rotating member 23, the first rotating member 22, and the third rotating member 24. The small hole 23c is a charging means for charging the liquid metal lubricant LM into the closed space, and the annular cover 33 is a guiding means for guiding the liquid metal lubricant LM to the vicinity of the charging means. Since the first rotating member 22 is at a high temperature, the liquid metal lubricant LM contained therein reacts with the surrounding material and is fixed. The liquid metal lubricant LM that has not entered the small hole 23 c is prevented from moving to the vacuum space 1 a of the vacuum vessel 1 by the fourth rotating body member 25. As described above, in the rotary anode X-ray tube of this embodiment, the liquid metal lubricant LM is practically prevented from leaking into the vacuum space 1 a in the vacuum vessel 1.

図6を参照して他の実施例について説明する。図6において図1乃至図5に相当する部分には同じ番号を付している。本実施例では、真空容器1を貫通して設けられた固定体30に微小な軸受隙間を保って同軸的に概略円筒状の回転体20が取り付けられておりそのほぼ中央部に位置してX線ターゲット3が取り付けられている。X線ターゲット3の両側に液体金属を潤滑剤とする動圧式すべり軸受からなる第1及び第2のラジアル軸受BR1,BR2が設けられており、これらの構造及び作用は他の実施例と同様であるので説明を省略する。第1及び第2のラジアル軸受はそれぞれ2個の環状深溝で挟まれており、これらはそれぞれの潤滑剤通路RR1,RR2で他の実施例と同様に結合されている。回転体20及び固定体30の図示上端部及び図示下端部にはそれぞれの前記端部開口があり、これらの部分には図1から図5に示す第3のラジアル軸受BR3及び回転環状体28と同様のものが設けられておりそれぞれ前述のように作用する。この実施例では、図示上下に前記端部開口があるために、固定体30の中央部に位置する環状深溝DR2と環状深溝DR3とを連結する潤滑剤通路は省略しているがこれらを設ける方が好ましい。また、気体通路も省略している。固定体30は真空容器1を貫通して設けてあるので図示しない冷却媒体通路を、固定体30を貫通して設けることができる。この実施例では他の実施例よりも大きな外力を受ける場合に適している。実施例1はいわゆる中性点接地方式の電源に適合しているが、この実施例はいわゆる陽極接地方式の電源に適合している。
Another embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, a substantially cylindrical rotating body 20 is coaxially attached to a fixed body 30 provided so as to penetrate through the vacuum vessel 1 with a small bearing gap, and is positioned substantially at the center of the rotating body 20. A line target 3 is attached. First and second radial bearings BR1 and BR2 made of hydrodynamic slide bearings using a liquid metal as a lubricant are provided on both sides of the X-ray target 3, and the structure and operation thereof are the same as in the other embodiments. Since there is, description is abbreviate | omitted. Each of the first and second radial bearings is sandwiched between two annular deep grooves, which are coupled to each other through the lubricant passages RR1 and RR2 as in the other embodiments. The upper end portion and the lower end portion of the rotary body 20 and the fixed body 30 are respectively provided with the end openings, and these portions have a third radial bearing BR3 and a rotary annular body 28 shown in FIGS. Similar ones are provided and operate as described above. In this embodiment, since the end openings are provided at the upper and lower portions in the drawing, the lubricant passage connecting the annular deep groove DR2 and the annular deep groove DR3 located in the center of the fixed body 30 is omitted. Is preferred. Further, the gas passage is also omitted. Since the fixed body 30 is provided through the vacuum vessel 1, a cooling medium passage (not shown) can be provided through the fixed body 30 . This embodiment is suitable for receiving a larger external force than the other embodiments. The first embodiment is suitable for a so-called neutral grounding power source, but this embodiment is suitable for a so-called anode grounding power source.

図7を参照して他の実施例について説明する。図7において図1乃至図5に相当する部分には同じ番号を付している。本実施例では、実施例1において固定体延長部分31dに相当する部分に環状の固定体蓋37を取り付け、固定環状体38を挿入して固定している。固定体蓋37は環状深溝DR3が第3の回転体部材24の表面に近い部分に環状に突出しており、環状深溝DR3の環状開口DR3aの幅を制限している。固定体蓋37の外表面とこれと微小な隙間を保って対向する第3の回転体部材24の内表面とは液体金属潤滑剤LMで濡れない表面となっており、前記環状禁止帯PR1を形成している。固定環状体38の外表面には軸受溝GR3があり、この外表面と、これと微小な隙間を保って対向している第3の回転体部材24の内表面とは第3のラジアル軸受BR3を構成している。他の環状深溝DR1,DR2も同様な構造に成っているが、その他は実施例1と同様であり、説明を省略する。固定体蓋37及び固定環状体38は固定胴体部31と一体に構成されていても良いことは当然である。この実施例では環状深溝DR3の環状開口DR3aが狭くなっているので回転体20が極めて高速に回転するときに環状深溝DR3内の液体金属潤滑剤LMが異常な動きをするのを防止できる。又、回転機構内の気体が突発的に出てきた場合のように液体金属潤滑剤LMの一部が飛び跳ねたときに直接環状禁止帯PR1に進入するのが防止できるなどで、動作が安定に成る場合もある。 Another embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, an annular fixed body lid 37 is attached to a portion corresponding to the fixed body extension portion 31d in the first embodiment, and a fixed annular body 38 is inserted and fixed. The fixed body lid 37 has an annular deep groove DR3 projecting annularly at a portion close to the surface of the third rotary member 24, and restricts the width of the annular opening DR3a of the annular deep groove DR3. The outer surface of the fixed body lid 37 and the inner surface of the third rotating member 24 opposed to the outer surface of the fixed body lid 37 are not wetted with the liquid metal lubricant LM. Forming. There is a bearing groove GR3 on the outer surface of the fixed annular body 38, and this outer surface and the inner surface of the third rotating member 24 facing this with a minute gap therebetween are the third radial bearings BR3. Is configured. The other annular deep grooves DR1 and DR2 have the same structure, but the others are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Of course, the fixed body lid 37 and the fixed annular body 38 may be formed integrally with the fixed body 31. In this embodiment, since the annular opening DR3a of the annular deep groove DR3 is narrow, it is possible to prevent the liquid metal lubricant LM in the annular deep groove DR3 from moving abnormally when the rotating body 20 rotates at an extremely high speed. Further, it is possible to prevent the liquid metal lubricant LM from jumping directly into the annular forbidden band PR1 when the gas in the rotating mechanism suddenly comes out, and the operation is stable. It may be composed.

図8を参照して他の実施例について説明する。図8において図1乃至図5と同じ働きの部分は同じ番号を付している。本実施例では、実施例1において固定体延長部分31dに相当する部分に環状の固定体蓋37を取り付けて固定している。固定体蓋37の外周面及びこれと微小な隙間を有する第3の回転体24の内周面部分は液体金属潤滑剤LMで濡れない表面から成る環状禁止帯PR1が構成されている。固定体蓋37の図示左端面は中心軸C−C’に垂直な環状平面と成っており、この面にらせん溝GA3が設けられている。この面に微小な軸受隙間を保って、環状回転体28の図示右端面が対向して設けられている。これらの面は液体金属潤滑剤LMで濡れており、この軸受隙間内には液体金属潤滑剤LMを含んでおり、これらは補助的なすべり軸受である第3のスラスト軸受BA3を構成している。この第3のスラスト軸受BA3の軸受隙間は回転体20を中心軸C−C’に沿った方向に実質的に軸支する第1及び第2のスラスト軸受BA1,BA2の軸受隙間よりも大きくなっており、第3のスラスト軸受BA3の対向する軸受面同士は如何なる条件下でも機械的に接触しないようになっている。らせん溝GA3は、液体金属潤滑剤LMを径大方向に移動させようとする軸受溝GA3bと液体金属潤滑剤LMを径小方向に移動させようとする軸受溝GA3aとが含まれているが、その境界となる半径Rcは固定体蓋37の外半径Raに近い値であり、固定体蓋37の内半径Rbと外半径Raとの平均値よりもはるかに大きい値である。通常には、第3のスラスト軸受BA3の軸受隙間内の径大部分のみに液体金属潤滑剤LMが保たれている。第3のスラスト軸受BA3内に環状禁止帯PR1を通過して液体金属潤滑剤LMが押込まれた場合には径大方向に向う圧力が増加して液体金属潤滑剤LMの径小方向への更なる移動を阻止するようになっている。液体金属潤滑剤LMを第3のスラスト軸受BA3に押込もうとする圧力が減少した場合には、押込まれていた液体金属潤滑剤LMは環状禁止帯PR1を経由して環状深溝DR3に戻され、元の状態に戻る。環状深溝DR3内に戻った液体金属潤滑剤LMは第2のラジアル軸受BR2に供給され、又は潤滑剤通路RR3を通って他の軸受部分の内部に移動する。固定胴体部分31の下方径小部分31eの外表面及びこれに微小隙間を保って対向する環状回転体28の内表面は液体金属潤滑剤LMで濡れない表面と成っている。この実施例は、実施例1に於ける第3のラジアル軸受を第3のスラスト軸受に置換えた場合に相当している。 Another embodiment will be described with reference to FIG. 8, parts having the same functions as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, an annular fixed body lid 37 is attached and fixed to a portion corresponding to the fixed body extension portion 31d in the first embodiment. The outer peripheral surface of the fixed body lid 37 and the inner peripheral surface portion of the third rotating body 24 having a minute gap with the fixed body lid 37 are formed with an annular forbidden band PR1 composed of a surface not wetted by the liquid metal lubricant LM. The illustrated left end surface of the fixed lid 37 is an annular plane perpendicular to the central axis CC ′, and a spiral groove GA3 is provided on this surface. The right end face in the figure of the annular rotator 28 is provided to face this surface with a minute bearing gap. These surfaces are wetted by the liquid metal lubricant LM, and the liquid metal lubricant LM is contained in the bearing gap, and these constitute a third thrust bearing BA3 which is an auxiliary sliding bearing. . The bearing gap of the third thrust bearing BA3 is larger than the bearing gap of the first and second thrust bearings BA1 and BA2 that substantially support the rotating body 20 in the direction along the central axis CC ′. The opposing bearing surfaces of the third thrust bearing BA3 are not in mechanical contact under any conditions. The spiral groove GA3 includes a bearing groove GA3b that tries to move the liquid metal lubricant LM in the large diameter direction and a bearing groove GA3a that tries to move the liquid metal lubricant LM in the small diameter direction. The radius Rc serving as the boundary is a value close to the outer radius Ra of the fixed body lid 37 and is much larger than the average value of the inner radius Rb and the outer radius Ra of the fixed body lid 37. Normally, the liquid metal lubricant LM is maintained only in the large diameter portion in the bearing gap of the third thrust bearing BA3. When the liquid metal lubricant LM is pushed into the third thrust bearing BA3 after passing through the annular forbidden band PR1, the pressure in the large diameter direction increases and the liquid metal lubricant LM is further reduced in the small diameter direction. The movement which becomes becomes is stopped. When the pressure to push the liquid metal lubricant LM into the third thrust bearing BA3 decreases, the pushed liquid metal lubricant LM is returned to the annular deep groove DR3 via the annular forbidden band PR1, Return to the original state. The liquid metal lubricant LM that has returned to the annular deep groove DR3 is supplied to the second radial bearing BR2, or moves into the other bearing portion through the lubricant passage RR3. The outer surface of the lower-diameter small portion 31e of the fixed body portion 31 and the inner surface of the annular rotating body 28 facing this with a minute gap are formed so as not to get wet with the liquid metal lubricant LM. This embodiment corresponds to the case where the third radial bearing in the first embodiment is replaced with a third thrust bearing.

本発明を実施形態及び実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。例えば、環状リザーバは固定体に設けた断面が多角形の部分を有する深溝でも周方向に繋がっていれば同様の効果があり、本発明に含まれる。また、回転体と固定体の両方に環状深溝があっても良い。環状深溝の周上の一部分が埋め込まれていても実質的に液体金属潤滑剤LMが環状に移動できるようになっていれば本発明に含まれる。潤滑剤通路は多少傾斜していても、液体金属潤滑剤LMの喫水線の上方に位置する気体通路が生じるように設定してあれば同様の効果がある。前記帰還孔は環状回転体28をコーン状の多層部分に分割して重ね合わせることによっても実現できる。   Although the invention has been described with reference to embodiments and examples, the invention is not limited to the embodiments and examples illustrated herein, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It should be understood that various embodiments are possible and that various changes and modifications can be made. For example, the annular reservoir has the same effect as long as it is connected in the circumferential direction even in a deep groove having a polygonal cross section provided in the fixed body, and is included in the present invention. Further, both the rotating body and the fixed body may have an annular deep groove. Even if a part of the circumference of the annular deep groove is embedded, the liquid metal lubricant LM is included in the present invention as long as it can move substantially in an annular shape. Even if the lubricant passage is slightly inclined, the same effect can be obtained if it is set so that a gas passage located above the waterline of the liquid metal lubricant LM is generated. The return hole can also be realized by dividing the annular rotating body 28 into cone-shaped multilayer portions and overlapping them.

本発明の回転陽極型X線管はX線CTスキャナ用及びその他の放射線機器用のX線発生源として有効に利用できる。特に、液体金属潤滑剤を使用した動圧式すべり軸受を採用しており極めて大きな軸受力を得ることができるので、陽極熱容量が大きく、且つ高速度で公転させられる高速スキャン型のX線CTスキャナ用X線管装置に適している。従来報告されているこの種の回転陽極型X線管は特殊な設備を使用して特殊な製造方法で製造されていた為に高価であったが、本発明の回転陽極型X線管では悪環境下においても液体金属潤滑剤が漏出しないようになっているので、特殊な製造設備と製造工程を必要とせずに安価で信頼性が高い極めて大容量の回転陽極型X線管を提供することができ、産業上の利用価値は高い。   The rotary anode X-ray tube of the present invention can be effectively used as an X-ray generation source for an X-ray CT scanner and other radiation equipment. In particular, a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal lubricant is adopted, and an extremely large bearing force can be obtained. Therefore, for high-speed scanning X-ray CT scanners that have a large anode heat capacity and can revolve at high speed. Suitable for X-ray tube device. This type of rotary anode X-ray tube reported heretofore has been expensive because it was manufactured by a special manufacturing method using special equipment, but the rotary anode X-ray tube of the present invention is bad. Since liquid metal lubricant is prevented from leaking even in the environment, an inexpensive and highly reliable rotary anode X-ray tube with high capacity can be provided without the need for special manufacturing equipment and manufacturing processes. The industrial utility value is high.

本発明に係わる回転陽極型X線管の一部分を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of rotating anode type X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いる回転機構の一部分を示す縦断面図及び横断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which shows a part of rotation mechanism used for the rotating anode type X-ray tube concerning this invention, and a cross-sectional view. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いる回転機構の一部分を断面で表した図である。It is the figure which represented a part of rotation mechanism used for the rotation anode type X-ray tube concerning this invention in the cross section. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いる回転機構の一部分を示す縦断面図及び横断面図であり、すべり軸受の作用を説明する図である。It is the longitudinal cross-sectional view and cross-sectional view which show a part of rotation mechanism used for the rotary anode type X-ray tube concerning this invention, and is a figure explaining the effect | action of a slide bearing. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いる回転機構の一部分を示す縦断面図及び横断面図であり、すべり軸受の作用を説明する図である。It is the longitudinal cross-sectional view and cross-sectional view which show a part of rotation mechanism used for the rotary anode type X-ray tube concerning this invention, and is a figure explaining the effect | action of a slide bearing. 本発明に係わる回転陽極型X線管の他の実施例の一部分を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of other Example of the rotating anode type | mold X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の更に他の実施例における回転機構の一部分を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of rotation mechanism in the further another Example of the rotating anode type X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の更に他の実施例における回転機構の一部分を示す縦断面図及び軸受溝の形状を示す図である。It is the figure which shows the longitudinal cross-sectional view which shows a part of rotation mechanism in the further another Example of the rotating anode type | mold X-ray tube concerning this invention, and the shape of a bearing groove.

符号の説明Explanation of symbols

1 真空容器
1a 内部空間
2 陰極
3 X線ターゲット
4 X線照射窓
5 陽極固定ネジ
6 遮蔽筒
10 回転機構
20 回転体
21 ターゲット支持体
22 第1の回転体部材
22a 回転体一端部
22b 回転体他端部
23 第2の回転体部材
23a 回転体一端部
23b 回転体他端部
23c 小孔
24 第3の回転体部材
24a 回転体一部分
24b 回転体径小部
24c 回転体突出部
24d 回転体下端
25 第4の回転体部材
26 ロータ
27 回転蓋
28 回転環状体
28a 分離環状溝
28b 回転体隅部
28c 帰還孔
28e 回転体の終端部
30 固定体
31 固定胴体部分
31a 上方肩部
31b 固定体径小部分
31c 陽極固定部分
31d 固定体延長部分
31e 下方径小部分
31f 隅部
32 軸受円板
33 環状カバー
33a 環状カバー先端部
34 環状体
35 封止リング
36 仕切板
37 固定環状蓋
38 固定環状体
40 ステータ
BA1 スラスト軸受
BA2 スラスト軸受
BR1 第1のラジアル軸受
BR2 第2のラジアル軸受
BR3 第3のラジアル軸受
BR3a 第3のラジアル軸受の領域
BR3b 第3のラジアル軸受の領域
DA1 環状隙間
DA2 環状隙間
DR1 環状深溝
DR2 環状深溝
DR3 環状深溝
DR3a 環状深溝の環状開口
DR3W 環状深溝DR3の図示下方壁
DS1 扁平隙間
DS2 扁平隙間
GA1 スラスト軸受溝
GA2 スラスト軸受溝
GA3 スラスト軸受溝
GA3a スラスト軸受溝
GA3b スラスト軸受溝
GR1 ラジアル軸受溝
GR2 ラジアル軸受溝
GR3 ラジアル軸受溝
GR3a ラジアル軸受溝
GR3b ラジアル軸受溝
LL 液体金属潤滑剤の喫水線
LM 液体金属潤滑剤
PR1 環状禁止帯
RG1 気体通路
RG2 気体通路
RG3 気体通路
RR1 潤滑剤通路
RR2 潤滑剤通路
RR3 潤滑剤通路
RR4 潤滑剤通路
VA1 回転機構内空間
VA2 回転機構内空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 1a Internal space 2 Cathode 3 X-ray target 4 X-ray irradiation window 5 Anode fixing screw 6 Shielding cylinder
10 rotation mechanism
20 Rotating Body 21 Target Support Body 22 First Rotating Body Member 22a Rotating Body One End 22b Rotating Body Other End 23 Second Rotating Body Member 23a Rotating Body One End 23b Rotating Body Other End 23c Small Hole 24 Third Rotating body member 24a Rotating body part 24b Rotating body diameter small portion 24c Rotating body projecting portion 24d Rotating body lower end 25 Fourth rotating body member 26 Rotor 27 Rotating lid 28 Rotating annular body 28a Separating annular groove 28b Rotating body corner 28c Feedback hole 28e End of rotating body
30 fixed body 31 fixed body portion 31a upper shoulder portion 31b fixed body small diameter portion 31c anode fixed portion 31d fixed body extension portion 31e lower diameter small portion 31f corner 32 bearing disc 33 annular cover 33a annular cover tip 34 annular body 35 Sealing ring 36 Partition plate 37 Fixed annular lid 38 Fixed annular body 40 Stator BA1 Thrust bearing BA2 Thrust bearing BR1 First radial bearing BR2 Second radial bearing BR3 Third radial bearing BR3a Third radial bearing area BR3b First Region of radial bearing 3 DA1 Annular gap DA2 Annular gap DR1 Annular deep groove DR2 Annular deep groove DR3 Annular deep groove DR3a Annular opening of the annular deep groove DR3W Announced lower wall of the annular deep groove DR3 DS1 Flat gap DS2 Flat gap GA1 Thrust bearing groove GA2 Thrust bearing groove G2 3 Thrust bearing groove GA3a Thrust bearing groove GA3b Thrust bearing groove GR1 Radial bearing groove GR2 Radial bearing groove GR3 Radial bearing groove GR3a Radial bearing groove GR3b Radial bearing groove LL Liquid metal lubricant draft line LM Liquid metal lubricant R G1 Passage RG2 Gas passage RG3 Gas passage RR1 Lubricant passage RR2 Lubricant passage RR3 Lubricant passage RR4 Lubricant passage VA1 Rotating mechanism inner space VA2 Rotating mechanism inner space

Claims (19)

真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、前記固定体と当該回転体との嵌合部に設けられたらせん溝と、当該らせん溝の中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、
前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、
前記動圧式すべり軸受には前記中心軸に沿った方向に圧力を生じる一対のスラスト軸受と前記中心軸に直角な方向に圧力を生じる3個のラジアル軸受とが含まれており、
これらの3個のラジアル軸受には前記中心軸に直角な方向に前記回転体を実質的に軸支する第1及び第2の2個のラジアル軸受と補助的な第3のラジアル軸受が含まれており、
当該第3のラジアル軸受には方向が反対になった2組のらせん溝が設けられており、
これらのらせん溝は、前記回転体が正規の回転方向に回転している場合に、液体金属潤滑剤を前記第1又は第2のラジアル軸受に向かう方向に押しやる圧力を生じる第1の軸受溝と、液体金属潤滑剤を前記端部開口に向かう方向に押しやる圧力を生じる第2の軸受溝とで構成されており、
前記第1の軸受溝は当該第2の軸受溝よりも広い面積を占めており、
前記回転体が回転しているときにおいて、通常の場合には前記第2の軸受溝と前記第1の軸受溝の一部分から成る補足領域に液体金属潤滑剤が補足されており、
液体金属潤滑剤が前記第1の軸受溝の広い部分にまで押し込まれると前記第1の軸受溝で生じる圧力が前記第2の軸受溝で生じる圧力に勝り、
液体金属潤滑剤を前記第3のラジアル軸受内に押し込もうとする圧力が減少すると液体金属潤滑剤は前記補足領域に補足された元の状態に戻るように構成されたことを特徴とする回転陽極型X線管。
A vacuum vessel that defines a vacuum space, and a fixed body that is mechanically supported by a part of the vacuum vessel and protrudes into the vacuum vessel or penetrates the vacuum vessel and has a central axis When the rotating body X-ray target is attached coaxially to and partially includes a coaxially mated substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body, the fixed body and the a spiral groove provided in the fitting portion between the rotary member, the rotary anode X-ray tube comprising a dynamic pressure type sliding bearing, a having a filled liquid metal lubricant in the helical groove,
There is an end opening which is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the fixed body and the surface of the terminal portion of the rotating body are opposed to each other.
The hydrodynamic slide bearing includes a pair of thrust bearings that generate pressure in a direction along the central axis and three radial bearings that generate pressure in a direction perpendicular to the central axis.
These three radial bearings include first and second radial bearings and auxiliary third radial bearings that substantially support the rotating body in a direction perpendicular to the central axis. And
The third radial bearing has two sets of spiral grooves with opposite directions,
These helical grooves include a first bearing groove that generates pressure to push the liquid metal lubricant in a direction toward the first or second radial bearing when the rotating body rotates in a normal rotation direction. And a second bearing groove that generates pressure to push the liquid metal lubricant in the direction toward the end opening,
The first bearing groove occupies a larger area than the second bearing groove;
When the rotating body is rotating, in a normal case, a liquid metal lubricant is supplemented in a supplementary region composed of the second bearing groove and a part of the first bearing groove,
When the liquid metal lubricant is pushed into a wide portion of the first bearing groove, the pressure generated in the first bearing groove exceeds the pressure generated in the second bearing groove;
Rotation characterized in that the liquid metal lubricant returns to its original state captured in the supplementary region when the pressure to push the liquid metal lubricant into the third radial bearing decreases. Anode X-ray tube.
真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、前記固定体と当該回転体との嵌合部に設けられたらせん溝と、当該らせん溝の中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、
前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、
前記動圧式すべり軸受には前記中心軸に沿った方向に圧力を生じる3個のスラスト軸受と前記中心軸に直角な方向に圧力を生じる2個のラジアル軸受とが含まれており、
これらの3個のスラスト軸受には前記中心軸に平行な方向に前記回転体を実質的に軸支する第1及び第2の2個のスラスト軸受と補助的な第3のスラスト軸受が含まれており、
当該第3のスラスト軸受には方向が反対になった2組のらせん溝が設けられており、
これらのらせん溝は、前記回転体が正規の回転方向に回転している場合に、液体金属潤滑剤を径大方向に押しやる圧力を生じる第1の軸受溝と、液体金属潤滑剤を径小方向に押しやる圧力を生じる第2の軸受溝とで構成されており、
前記第1の軸受溝と当該第2の軸受溝との境界となる半径は前記第3のスラスト軸受の最大径と最小径との平均値よりも大きな値であり、
前記回転体が回転しているときにおいて、通常の場合には前記第3のスラスト軸受の軸受隙間内の径大部分から成る補足領域のみに液体金属潤滑剤が補足されており、
液体金属潤滑剤が前記第1の軸受溝の広い部分にまで押し込まれると前記第1の軸受溝で生じる圧力が前記第2の軸受溝で生じる圧力に勝り、
液体金属潤滑剤を前記第3のスラスト軸受内に押し込もうとする圧力が減少すると液体金属潤滑剤は前記補足領域に補足された元の状態に戻るように構成されたことを特徴とする回転陽極型X線管。
A vacuum vessel that defines a vacuum space, and a fixed body that is mechanically supported by a part of the vacuum vessel and protrudes into the vacuum vessel or penetrates the vacuum vessel and has a central axis When the rotating body X-ray target is attached coaxially to and partially includes a coaxially mated substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body, the fixed body and the a spiral groove provided in the fitting portion between the rotary member, the rotary anode X-ray tube comprising a dynamic pressure type sliding bearing, a having a filled liquid metal lubricant in the helical groove,
There is an end opening which is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the fixed body and the surface of the terminal portion of the rotating body are opposed to each other.
The hydrodynamic slide bearing includes three thrust bearings that generate pressure in a direction along the central axis and two radial bearings that generate pressure in a direction perpendicular to the central axis.
These three thrust bearings include the first and second two thrust bearings and the auxiliary third thrust bearing which substantially support the rotating body in a direction parallel to the central axis. And
The third thrust bearing is provided with two sets of spiral grooves with opposite directions,
These spiral grooves include a first bearing groove that generates pressure to push the liquid metal lubricant in a large diameter direction when the rotating body rotates in a normal rotation direction, and a liquid metal lubricant in a small diameter direction. And a second bearing groove that generates pressure to push
A radius that becomes a boundary between the first bearing groove and the second bearing groove is a value larger than an average value of the maximum diameter and the minimum diameter of the third thrust bearing,
When the rotating body is rotating, in a normal case, the liquid metal lubricant is supplemented only in a supplemental region consisting of a large diameter portion in the bearing gap of the third thrust bearing,
When the liquid metal lubricant is pushed into a wide portion of the first bearing groove, the pressure generated in the first bearing groove exceeds the pressure generated in the second bearing groove;
Rotation characterized in that the liquid metal lubricant returns to its original state captured by the supplementary region when the pressure to push the liquid metal lubricant into the third thrust bearing decreases. Anode X-ray tube.
前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受は前記すべり軸受のうちで前記端部開口に最も近い位置に配置されており、
前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内により多くの液体金属潤滑剤が押し込むまれた場合には、前記第1の軸受溝内のより広い領域まで押し込まれて平衡し、
前記押し込む圧力が低下した場合には当該押し込まれた液体金属潤滑剤を前記補足領域まで戻して平衡するように構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管
The third radial bearing or the third thrust bearing is disposed at a position closest to the end opening in the sliding bearing,
When more liquid metal lubricant is pushed into the third radial bearing or into the third thrust bearing, it is pushed into a wider area in the first bearing groove and balanced,
3. The apparatus according to claim 1, wherein when the pressure to be pushed in is reduced, the pushed liquid metal lubricant is returned to the supplemental region to be balanced. 4. Rotating anode X-ray tube .
前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受は前記すべり軸受のうちで前記端部開口に最も近い位置に配置されており、
前記回転体が静止しているときに、前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内の一部分の領域のみに液体金属潤滑剤が、これらの軸受以外の部分にある液体金属潤滑剤から通常は分離されて、溜まっており、
前記嵌合部内部の気体の圧力が高くなると、前記分離された液体金属潤滑剤が前記端部開口の方向に押しやられ、このときに前記分離された液体金属潤滑剤の環の一部分が切断されて前記嵌合部内部と前記真空空間とを結ぶ気体通路が臨時に生じて外部に気体が排出され、この気体の排出が、前記分離された液体金属潤滑剤が前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受から押し出される前に行われる程度に、前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内で空間部分が大きな割合を占めていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管
The third radial bearing or the third thrust bearing is disposed at a position closest to the end opening in the sliding bearing,
When the rotating body is stationary, the liquid metal lubricant is present only in a part of the third radial bearing or a part of the third thrust bearing, and the liquid metal lubricant is present in a part other than these bearings. Usually separated from and collected from
When the gas pressure inside the fitting portion increases, the separated liquid metal lubricant is pushed in the direction of the end opening, and at this time, a part of the ring of the separated liquid metal lubricant is cut. Thus, a gas passage connecting the inside of the fitting portion and the vacuum space is temporarily generated and gas is discharged to the outside. The gas metal is discharged from the third radial bearing or the separated liquid metal lubricant. The space portion occupies a large proportion in the third radial bearing or in the third thrust bearing to the extent that it is performed before being pushed out from the third thrust bearing. Item 4. The rotating anode X-ray tube according to any one of items 3 to 4 .
前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受は前記すべり軸受のうちで前記端部開口に最も近い位置に配置されており、
前記回転体が静止しているときに、前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内の一部分の領域のみに液体金属潤滑剤が、これらの軸受以外の部分にある液体金属潤滑剤から通常は分離されて、溜まっており、
前記嵌合部内部の気体の圧力が高くなると、前記分離された液体金属潤滑剤が前記端部開口の方向に押しやられ、このときに液体金属潤滑剤の環の一部分が切断されて前記嵌合部内部と前記真空空間とを結ぶ気体通路が臨時に生じて外部に気体が排出され、この気体の排出が、前記分離された液体金属潤滑剤が前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受から押し出される前に行われる程度に、前記分離された液体金属潤滑剤の量が少なくなっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管
The third radial bearing or the third thrust bearing is disposed at a position closest to the end opening in the sliding bearing,
When the rotating body is stationary, the liquid metal lubricant is present only in a part of the third radial bearing or a part of the third thrust bearing, and the liquid metal lubricant is present in a part other than these bearings. Usually separated from and collected from
When the gas pressure inside the fitting portion increases, the separated liquid metal lubricant is pushed in the direction of the end opening, and at this time, a part of the ring of the liquid metal lubricant is cut and the fitting is performed. A gas passage connecting the inside of the part and the vacuum space is temporarily generated, and the gas is discharged to the outside. The gas is discharged from the separated liquid metal lubricant by the third radial bearing or the third thrust. The rotary anode type X according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of the separated liquid metal lubricant is reduced to the extent that it is performed before being pushed out of the bearing. Wire tube .
前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受に隣接し、且つ、当該いずれかの補助的な軸受と、前記回転体を実質的に軸支する前記動圧式すべり軸受のいずれかとによって前記中心軸に沿った方向に挟まれた位置において、
前記固定体の表面部分と、これと微小な隙間を保って対向している前記回転体の表面部分とに液体金属潤滑剤で濡れない環状の表面部分を含んで成る環状禁止帯が形成されており、
前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内の一部分には液体金属潤滑剤が常時溜まっており、当該液体金属潤滑剤はこれらの軸受以外部分にある液体金属潤滑剤とは当該環状禁止帯によって通常は分離されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
The third adjacent to the radial bearing or the third thrust bearing, and the center and the one auxiliary bearing, and any of the hydrodynamic sliding bearing which substantially supported the rotating body by In the position sandwiched in the direction along the axis,
An annular forbidden band including an annular surface portion that is not wetted by the liquid metal lubricant is formed on the surface portion of the fixed body and the surface portion of the rotating body facing the surface of the fixed body with a minute gap therebetween. And
In the third radial bearing or in a part of the third thrust bearing, a liquid metal lubricant is always accumulated, and the liquid metal lubricant is in the form of a ring with the liquid metal lubricant in a portion other than these bearings. The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotary anode type X-ray tube is normally separated by a forbidden band.
前記回転体を実質的に軸支する前記動圧式すべり軸受のいずれかと前記環状禁止帯とによって前記中心軸に沿った方向に挟まれた位置における前記固定体の部分に、前記環状禁止帯を構成する互いに対向する表面間の隙間寸法よりも大きな寸法の開口幅を有する開口部とこの開口部の開口幅寸法よりも大きな寸法の深さを有する環状深溝が前記環状禁止帯に隣接して設けられており、
当該環状深溝内には液体金属潤滑剤があるとともに空間部分があり、
当該環状深溝内にある液体金属潤滑剤は、前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内にある液体金属潤滑剤とは前記環状禁止帯によって通常は分離されており、且つ、前記回転体を実質的に軸支する前記その他の動圧式すべり軸受のいずれかと連通しているように構成されたことを特徴とする請求項に記載した回転陽極型X線管。
The portion of the fixed body in the rotating body substantially any said annular forbidden band and the thus sandwiched in a direction along the central axis position of the dynamic pressure type sliding bearing for rotatably supporting, said annular bandgap An opening having an opening width larger than the gap between the opposing surfaces and an annular deep groove having a depth larger than the opening width of the opening are provided adjacent to the annular forbidden band. It is and,
In the annular deep groove there is a liquid metal lubricant and a space portion,
The liquid metal lubricant in the annular deep groove is normally separated from the liquid metal lubricant in the third radial bearing or in the third thrust bearing by the annular forbidden band, and 7. The rotary anode X-ray tube according to claim 6 , wherein the rotary anode X-ray tube is configured to communicate with any one of the other hydrodynamic slide bearings that substantially support the rotating body .
前記第3のラジアル軸受用又は前記第3のスラスト軸受用のらせん溝が設けられた領域における前記固定体の表面部分とこの表面部分に隙間を有して対向した前記回転体の表面部分とで挟まれてできる第1の隙間部分の容積は、前記環状禁止帯を構成する前記固定体の表面部分とこれに隙間を有して対向する前記回転体の表面部分とで挟まれてできる第2の隙間部分の容積よりも大きくなっており、
当該第2の隙間部分の中に満たされた液体金属潤滑剤の全てが前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内に移動した場合でも前記液体金属潤滑剤がこれらの補助的な軸受内に留まるようになっていることを特徴とする請求項又は請求項に記載した回転陽極型X線管。
In said third surface portion of said rotating body spiral grooves are opposed to each other with a gap in a surface portion this surface portion of the fixed body in the region provided for a radial bearing or the third thrust bearing The volume of the first gap portion formed by being sandwiched between the surface portion of the fixed body that constitutes the annular forbidden band and the surface portion of the rotating body that is opposed to each other with a gap therebetween is second. of which the size Kuna' than the volume of the gap portion,
Even when all of the liquid metal lubricant filled in the second gap portion has moved into the third radial bearing or the third thrust bearing, the liquid metal lubricant does not support these auxiliary lubricants. The rotary anode type X-ray tube according to claim 6 or 7 , wherein the rotary anode type X-ray tube is adapted to stay in a bearing .
前記第3のラジアル軸受用又は前記第3のスラスト軸受用のらせん溝が設けられた領域における前記固定体又は前記回転体の表面部分の面積は前記環状禁止帯を構成する前記固定体の表面部分の面積よりも大きくなっており、
前記環状禁止帯の隙間部分の中に満たされた液体金属潤滑剤の全てが前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内に移動した場合でも前記液体金属潤滑剤がこれらの補助的な軸受内に留まるようになっていることを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
The area of the surface portion of the fixed body or the rotating body in the region where the spiral groove for the third radial bearing or the third thrust bearing is provided is the surface portion of the fixed body constituting the annular forbidden band of which the size Kuna' than the area,
Even when all of the liquid metal lubricant filled in the gap portion of the annular forbidden band moves into the third radial bearing or the third thrust bearing, the liquid metal lubricant is used as an auxiliary material for these. The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 6 to 8 , wherein the rotary anode type X-ray tube is configured to stay in a simple bearing .
前記第3のラジアル軸受内又は前記第3のスラスト軸受内にある液体金属潤滑剤はこれらの軸受以外の部分にある液体金属潤滑剤とは通常は分離されており、
前記回転体が静止しているときには、前記分離された液体金属潤滑剤が、内部の気体の膨張で移動させられても、前記第3のラジアル軸受又は前記第3のスラスト軸受のらせん溝が設けられた領域から押し出される前に自ら破断して気体通路ができて、前記気体が排気されるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
The liquid metal lubricant in the third radial bearing or in the third thrust bearing is usually separated from the liquid metal lubricant in parts other than these bearings,
When the rotating body is stationary, a spiral groove of the third radial bearing or the third thrust bearing is provided even if the separated liquid metal lubricant is moved by the expansion of the internal gas. The rotation according to any one of claims 1 to 9, wherein the gas passage is formed by itself before being pushed out from the formed region, and the gas is exhausted. Anode X-ray tube.
前記第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い位置に移動した液体金属潤滑剤を前記第3のラジアル軸受と前記環状禁止帯とを経由して前記環状深溝内に遠心力を利用して帰還させる帰還手段が設けられたことを特徴とする請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。 By utilizing the centrifugal force in said annular deep groove liquid metal lubricant having moved to a position closer to the end opening than the third radial bearing via said annular forbidden band and the third radial bearing The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 6 to 10, further comprising feedback means for returning. 前記第3のラジアル軸受よりも前記端部開口に近い位置に、前記固定体の外表面部分及びこれと微小な隙間を保って対向する前記回転体の内表面部分の直径が前記第3のラジアル軸受の表面部分の直径より小さくなっている径小部分が設けられており、
前記帰還手段は、前記回転体の径小部分の内面部分と前記第3のラジアル軸受の軸受隙間の近傍とに開口して成り、液体金属潤滑剤が通過できる帰還孔を含んでおり、
当該帰還孔は前記径小部分から前記第3のラジアル軸受と前記環状禁止帯とを経由して前記環状深溝内に液体金属潤滑剤を帰還させるように構成されていることを特徴とする請求項11に記載した回転陽極型X線管。
The diameter of the outer surface portion of the fixed body and the inner surface portion of the rotating body opposed to the third radial bearing at a position closer to the end opening than the third radial bearing with a small gap therebetween is the third radial bearing. There is a small diameter part that is smaller than the diameter of the surface part of the bearing,
The feedback means includes a feedback hole that opens to the inner surface portion of the small-diameter portion of the rotating body and the vicinity of the bearing gap of the third radial bearing, and through which the liquid metal lubricant can pass .
The return hole is configured to return the liquid metal lubricant from the small-diameter portion into the annular deep groove via the third radial bearing and the annular forbidden band. 11. A rotating anode type X-ray tube described in item 11 .
前記回転体は、前記X線ターゲットが取り付けられた第1の回転体部材と、当該第1の回転体部材に一端が結合され当該第1の回転体部材に隙間を保って軸方向に折り返して同軸的に取り付けられた第2の回転体部材と、当該第2の回転体部材の一端が結合され当該第2の回転体部材に隙間を保って軸方向に折り返して同軸的に取り付けられており前記動圧式すべり軸受を構成する第3の回転体部材とを含んでおり、
前記第1の回転体部材と前記第2の回転体部材は前記X線ターゲットから当該第3の回転体部材に至る直列の熱的経路を形成しており
前記第1の回転体部材の内表面と前記第2の回転体部材の外表面とは、及び前記第2の回転体部材の内表面と前記第3の回転体部材の外表面それぞれ一部分が互いに結合されて実質的に閉じた空間を形成しており、
前記端部開口から出てきた液体金属潤滑剤をこの実質的に閉じた空間内に投入する投入手段が前記第2の回転体部材に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
The rotating body has a first rotating body member to which the X-ray target is attached, and one end coupled to the first rotating body member , and is folded back in the axial direction while maintaining a gap in the first rotating body member. The second rotating body member attached coaxially and one end of the second rotating body member are coupled, and the second rotating body member is coaxially attached by folding back in the axial direction while maintaining a gap. A third rotating member that constitutes the hydrodynamic slide bearing,
The first rotary member and the second rotary member form a serial thermal path from the X-ray target to the third rotary member ,
Wherein the outer surface of the first of the inner surface of the rotating member the second rotary member, and each portion is an outer surface of said second of said inner surface of the rotary member third rotating member Are joined together to form a substantially closed space,
The charging device according to any one of claims 1 to 3, wherein charging means for charging the liquid metal lubricant that has come out of the end opening into the substantially closed space is provided in the second rotating member. 13. A rotating anode type X-ray tube described in any one of items 12 above .
真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、前記固定体と当該回転体との嵌合部に設けられたらせん溝と、当該らせん溝の中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管において、
前記固定体の表面と前記回転体の終端部の表面とが対向した位置に前記真空空間に連通した環状の隙間である端部開口があり、
前記回転体は、前記X線ターゲットが取り付けられた第1の回転体部材と、当該第1の回転体部材に一端が結合され当該第1の回転体部材に隙間を保って軸方向に折り返して同軸的に取り付けられた第2の回転体部材と、当該第2の回転体部材の一端が結合され当該第2の回転体部材に隙間を保って軸方向に折り返して同軸的に取り付けられており前記動圧式すべり軸受を構成する第3の回転体部材とを含んでおり、
前記第1の回転体部材と前記第2の回転体部材は前記X線ターゲットから当該第3の回転体部材に至る直列の熱的経路を形成しており、
前記第1の回転体部材の内表面と前記第2の回転体部材の外表面とは、及び前記第2の回転体部材の内表面と前記第3の回転体部材の外表面それぞれ一部分が互いに結合されて実質的に閉じた空間を形成しており、
前記端部開口から出てきた液体金属潤滑剤をこの実質的に閉じた空間内に投入する投入手段が前記第2の回転体部材に設けられていることを特徴とする回転陽極型X線管。
A vacuum vessel that defines a vacuum space, and a fixed body that is mechanically supported by a part of the vacuum vessel and protrudes into the vacuum vessel or penetrates the vacuum vessel and has a central axis When the rotating body X-ray target is attached coaxially to and partially includes a coaxially mated substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body, the fixed body and the a spiral groove provided in the fitting portion between the rotary member, the rotary anode X-ray tube comprising a dynamic pressure type sliding bearing, a having a filled liquid metal lubricant in the helical groove,
There is an end opening which is an annular gap communicating with the vacuum space at a position where the surface of the fixed body and the surface of the terminal portion of the rotating body are opposed to each other.
The rotating body has a first rotating body member to which the X-ray target is attached, and one end coupled to the first rotating body member , and is folded back in the axial direction while maintaining a gap in the first rotating body member. The second rotating body member attached coaxially and one end of the second rotating body member are coupled, and the second rotating body member is coaxially attached by folding back in the axial direction while maintaining a gap. A third rotating member that constitutes the hydrodynamic slide bearing,
The first rotary member and the second rotary member form a serial thermal path from the X-ray target to the third rotary member,
Wherein the outer surface of the first of the inner surface of the rotating member the second rotary member, and each portion is an outer surface of said second of said inner surface of the rotary member third rotating member Are joined together to form a substantially closed space,
A rotary anode X-ray tube characterized in that the second rotating body member is provided with a charging means for charging the liquid metal lubricant coming out from the end opening into the substantially closed space. .
前記端部開口から前記真空空間へ向う経路に出てきた液体金属潤滑剤を前記第2の回転体部材に設けられた前記投入手段の近傍に導く案内手段が前記固定体又は前記回転体の少なくとも一方に設けられており、
当該案内手段は前記第2の回転体部材と前記第3の回転体部材との隙間に挿入されて前記X線ターゲットの方向に伸びた環状カバー先端部を有しており、
当該環状カバー先端部は前記投入手段の近傍に位置していることを特徴とする請求項13又は請求項14のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
Guide means for guiding the liquid metal lubricant that has come out from the end opening toward the vacuum space to the vicinity of the charging means provided in the second rotating member is at least one of the fixed body and the rotating body. On one side ,
The guide means has an annular cover tip that is inserted into the gap between the second rotating member and the third rotating member and extends in the direction of the X-ray target;
The rotary anode X-ray tube according to any one of claims 13 and 14, wherein the tip of the annular cover is located in the vicinity of the charging means .
前記第2の回転体部材に設けられた前記投入手段は、液体金属潤滑剤で濡れない面を有していて液体金属潤滑剤の通過が通常には表面張力作用阻止され、遠心力が作用した場合にのみ液体金属潤滑剤の通過が許容される一方通行通路から成り、
当該一方通行通路は前記X線ターゲットから前記すべり軸受が設けられた前記第3の回転体部材に至る熱的経路の途中に設けられたことを特徴とする請求項13乃至請求項15のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
The closing means provided in the second rotor member, have a non-wetting surface with a liquid metal lubricant passage of the liquid metal lubricant is usually blocked by the action of surface tension, centrifugal force Ri consists one-way passage passing is allowed only liquid metal lubricant when working,
The said one-way passage is provided in the middle of the thermal path | route from the said X-ray target to the said 3rd rotary body member in which the said slide bearing was provided , The any one of Claim 13 thru | or 15 characterized by the above-mentioned. The rotating anode type X-ray tube described in item 1 .
前記実質的に閉じた空間を形成する結合された表面は、前記X線ターゲットから前記すべり軸受が設けられた前記第3の回転体部材に至る熱的経路の途中に位置して、前記第3の回転体部材の温度よりも高温度になる部分を有し、
前記すべり軸受にある液体金属潤滑剤が液体状態のときにおいても、前記実質的に閉じた空間内の液体金属潤滑剤がこの表面の素材と実質的に反応して固化するのに十分な高温度になる部分を含むことを特徴とする請求項13乃至請求項16のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。
The joined surface forming the substantially closed space is located in the middle of a thermal path from the X-ray target to the third rotating member provided with the slide bearing, and the third surface A portion that is higher than the temperature of the rotating member of
Even when the liquid metal lubricant in the slide bearing is in a liquid state, the temperature is high enough for the liquid metal lubricant in the substantially closed space to substantially react and solidify with the material on the surface. The rotating anode type X-ray tube according to claim 13, further comprising:
請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管と、この回転陽極型X線管を収納する収納容器と、前記回転陽極型X線管を前記収納容器に固定する保持機構と、前記回転陽極型X線管の前記真空容器の外から前記回転陽極型X線管内の前記回転体に回転トルクを与えるステータと、前記回転陽極型X線管内で電子を放出する陰極に負の高電圧を供給する為の高電圧端子とを具備したことを特徴とする回転陽極型X線管装置。   18. The rotary anode X-ray tube according to claim 1, a storage container for storing the rotary anode X-ray tube, and the rotary anode X-ray tube fixed to the storage container. A holding mechanism, a stator for applying rotational torque to the rotating body in the rotary anode X-ray tube from outside the vacuum vessel of the rotary anode X-ray tube, and electrons being emitted in the rotary anode X-ray tube A rotary anode type X-ray tube device comprising a high voltage terminal for supplying a negative high voltage to the cathode. 真空空間を画定する真空容器と、この真空容器の一部分に機械的に支持されるとともに前記真空容器内に突出して又は前記真空容器を貫通して設けられた概略円柱状で中心軸を有する固定体と、この固定体の外周に微小な軸受隙間を保って同軸的に嵌合された概略円筒状部分を含み且つ一部分にX線ターゲットが同軸的に取り付けられた回転体と、前記固定体と当該回転体との嵌合部に設けられたらせん溝と、当該らせん溝の中に充填された液体金属潤滑剤を有する動圧式すべり軸受とを具備する回転陽極型X線管の製造方法において、
前記X線ターゲットが取り付けられた第1の回転体部材と、当該第1の回転体部材に隙間を保って軸方向に折り返して同軸的に取り付けられた第2の回転体部材と、当該第2の回転体部材に隙間を保って軸方向に折り返して同軸的に取り付けられており前記動圧式すべり軸受を構成する第3の回転体部材とを結合して前記回転体を組立てることにより前記第1の回転体部材の内表面と前記第2の回転体部材の外表面とを、及び前記第2の回転体部材の内表面と前記第3の回転体部材の外表面それぞれ一部分で互いに結合して実質的に閉じた空間を形成するとともに、前記X線ターゲットから前記第3の回転体部材に至る直列の熱的経路を形成する工程と、
前記固定体の表面に3個のラジアル軸受用らせん溝を設け、その内の1個において、方向が反対になっており、且つ、占める面積が異なる2組のらせん溝を形成する工程と、
前記回転体の終端部から出てきた液体金属潤滑剤を前記実質的に閉じた空間内に投入する投入手段を前記第2の回転体部材に設ける工程とを含むことを特徴とする回転陽極型X線管の製造方法。
A vacuum vessel that defines a vacuum space, and a fixed body that is mechanically supported by a part of the vacuum vessel and protrudes into the vacuum vessel or penetrates the vacuum vessel and has a central axis When the rotating body X-ray target is attached coaxially to and partially includes a coaxially mated substantially cylindrical portion while maintaining a small bearing clearance on the outer circumference of the fixed body, the fixed body and the a spiral groove provided in the fitting portion of the rotating body, and the dynamic pressure type slide bearing having a liquid metal lubricant filled in the helical groove, in the manufacturing method of the rotating anode X-ray tube having a,
A first rotary member, wherein the X-ray target is attached, and a second rotor member mounted coaxially folded axially with a gap to the first rotary member, the second by then combining the third rotating member constituting the hydrodynamic slide bearing is mounted coaxially assembling the rotating body folded axially with a gap to the rotating member of the first together with the outer surface of the inner surface of one of the rotating member a second rotary member, and an outer surface of said inner surface of the second rotor member third rotating member at a portion, respectively Combining to form a substantially closed space and forming a serial thermal path from the X-ray target to the third rotor member ;
Providing three radial bearing spiral grooves on the surface of the fixed body, and forming two sets of spiral grooves having different areas in one of the spiral grooves;
And a step of providing the second rotating member with charging means for charging the liquid metal lubricant that has come out from the terminal portion of the rotating member into the substantially closed space. X-ray tube manufacturing method.
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